毕业设计（论文）-心脏电信号的提取方法研究精选.doc

毕业设计 题 目 心脏电信号的提取方法研究 学 院 信息科学与工程学院 专 业 电子信息科学与技术 姓 名 学 号 指导教师 二OO七 年 六 月 五 日 目 录 摘　要 3 Abstract 4 1 绪论 5 1.1 课题背景 5 1.1.1 国内外研究现状、水平及存在的问题 5 1.1.2 课题的目的及意义 6 1.2 课题的创新之处 6 1.3 本章小结 6 2 背景知识 7 2.1 心电图的背景知识 7 2.1.1 心电图介绍 7 2.1.2 医学上的常规导联 8 2.2 虚拟仪器的背景知识 9 2.2.1 虚拟仪器介绍 9 2.2.2 LabVIEW 简介 10 2.3 AVR单片机 11 2.3.1 AVR单片机的简介 11 2.3.2 ATmega64特点 11 2.3 本章小结 12 3 系统总体设计方案 13 3.1 设计要求及需解决的问题 13 3.1.1 设计的要求 13 3.1.2 系统要解决的问题 13 3.2 心电信号的特点主要干扰源 13 3.2.1 心电信号的特点 13 3.2.2 主要干扰源 14 3.3 系统结构框图 15 3.4 系统设计原理 15 3.5 本章小结 15 4 硬件的设计 16 4.1 模拟电路的设计 16 4.1.1 导联线输入缓冲电路的设计 16 4.1.2 屏蔽线驱动和右腿驱动电路的设计 16 4.1.3 心电前置放大电路的设计 18 4.1.6 抗工频干和肌电干扰电路的设计 21 4.1.7 主放大及电平抬升电路的设计 22 4.2 数字电路的设计 23 4.2.1 AD/C电路的设计 23 4.2.2 单片机电路的设计 26 4.2.3 通信电路的设计 27 4.3 本章小结 27 5 软件和数字滤波算法的设计 28 5.1 软件设计概述 28 5.2 下位机数据采集软件 28 5.2.1 下位机程序流程图 28 5.2.2 下位机部分程序 29 5.3 上位机软件和滤波算法设计 32 5.3.1上位机程序流程图 32 5.3.2 上位机通信程序 33 5.3.3 数字滤波算法的设计 34 5.4 本章小结 39 6 系统的调试 40 6.1 系统调试的要求 40 6.2 硬件调试 40 6.2.1 前置放大器的调试 40 6.2.2 带通滤波和馅波器的调试 40 6.3 软件调试 41 6.3.1 ATmega64采集数据程序的调试 41 6.3.2 LabVIEW 分析心电数据的调试 42 6.4 本章小结 44 7结论及展望 45 致 谢 46 参考文献 47 附 录 48 附录一 模拟电路图 48 附录二 数字电路图 49 附录三 PCB板图片 50 附录四 实物照片 51心电图机是一类诊断心脏疾病的仪器，它通过向医生提供心电图来达到诊断目的。心电图机的发展己有100多年的历史。随着生活水平日益提高，人们对自身健康更加关注，这在一定程度上推动健康监护仪器的普及与应用。为了方便人们监护心脏健康情况，开发一种便携、经济、实用的家用心电监护仪器，实现心脏病患者的自我发现、自我诊断以及自我护理势在必行。 本论文硬件系统采用ATmega64为核心控制器，计算机应用程序采用LabVIEW开发，根据人体心电信号的特征，设计性能优良的心电信号采集系统,对心电信号的处理包括数据采集、数字滤波和波形分析，心电信号的自动分析是一个复杂的过程，目前对于心电信号的自动分析还很不完整需要医生的参与。 系统由硬件和软件两部分组成，其中硬件部分包括心电信号的接收、放大和滤波电路以及采集电路两部分，软件部分包括数据采集系统的软件设计。 硬件部分所要实现的功能为：通过电极采集到人体的心电信号，并进行滤波等处理，然后通过采集卡将模拟信号转换成数字信号送入计算机中，进行后续处理。心电数据也可通过RS232接口向上位机传输。 软件部分所要实现的功能为：把采集的数据保存，能够将心电波形直接显示在计算机屏幕上。 关键词：心电信号，数据采集，AVR单片机，虚拟仪器，LabVIEW The electrocardiograph machine is a kind of heart disease diagnosis instrument, that provides ECG to doctor to achieve the diagnosis goal. The ECG have developed for more than 100 years. With the living conditions improving, people pay more and