毕业基于AVR单片机心电图仪的设计.doc

PAGE 1 成 绩： 成 绩： 江西科技师范学院 毕业设计（论文） 题目（中文）： 基于AVR单片机心电图仪的设计 （外文）： ECG based on the design of the AVR 院（系）： 通信与电子学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 钟强 学 号： 指导教师： 蒋琴 年 月 日 目录 1.引言1 1.1 心电图仪的研究现状2 1.2 心电图仪的发展趋势3 1.3 研究心电图仪的意义4 2.简易心电图仪的原理5 2.1 心电图仪的工作原理5 2.2 心电信号的产生机理6 2.3 心电信号的特征6 2.3.1 时域特征6 2.3.2 频谱特征7 3.基于AVR心电图仪的硬件设计7 3.1 心电图仪的硬件设计方案7 3.2 ATmega128单片机的介绍8 3.2.1 微处理器的选型8 3.2.2 微处理器的特点9 3.2.3 ATmega128的主要引脚功能10 3.3 信号采集电路设计11 3.3.1 导联通道的选择11 3.3.2 差分运放的选择12 3.3.3 前置放大电路12 3.3.4 后级放大电路13 3.3.5 滤波电路14 3.3.6 陷波处理电路15 3.3.7 电平抬升电路16 3.3.8 电源电路17 3.4 信号处理电路设计17 3.4.1 处理电路方案17 3.4.2 存储电路18 3.4.3 按键电路18 3.4.4 LCD显示电路19 4.基于AVR心电图仪的软件设计19 4.1 主程序流程19 4.2 串口初始化20 4.3 信号采集程序设计20 4.4 液晶显示程序21 4.5 按键程序22 5 结束语23 参考文献24 基于AVR单片机心电图仪的设计 摘要：心电图是临床疾病诊断中常用的辅助手段。心电数据采集系统是心电图检查仪的关键部件。人体心电信号的主要频率范围为0.05Hz~100Hz，幅度约为0~4mV，信号十分微弱。由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，加之体外以50Hz工频干扰为主的电磁场的干扰，使得心电噪声背景较强，测量条件比较复杂。为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号【1】，往往要求心电数据采集系统具有高精度、高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能。本设计利用AVR单片计和A/D转换以及多路模拟开关设计了一种符合上述要求的多路心电数据采集系统。 关键词：心电图仪；信号采集；信号处理；ATmega128单片机 1. 引言 近几年来生物医学测量与仪器的研究和开发应用发展十分迅速,其主要发展趋势是: 完善仪器的功能,注意人机工程的运用使测量仪器实现自动化与智能化；发展无拘束及适合家庭使用的生物测量与监护技术及仪器,例如，适合家庭或个人使用的心电、血压、血糖及其他生理、生化参数的检测与记录技术,以及将这些技术应用于多媒体技术和高速信息公路相结合的远程医疗保健系统等。因此,人们希望有一种医疗仪器,能够在家里随时随地进行心电图信号的测量,并且把心电图信号记录下来,做大概的判断,在方便的时候到医院让医生作进一步的诊断。对于情况严重的患者或行动不便的人,希望能够利用网络通信的先进技术, 立即把测量的心电图信号通过远程传送的方式,传送到指定的医院由医生进行诊断。作为一个医生,在门诊和查病房时,也希望有一个可以随身携带的心电图仪器, 方便疾病的快速诊断。随着生活节奏的加快, 生活水平和健康意识的提高, 人们需要随时对心脏进行健康监护, 并且能在较危急的情况下进行及时的诊治。对慢性病患者来说, 如果长期住在医院里接受监护和治疗,不仅花费高而且给医院容量带来压力，所这种以便携式心电图仪【2】正是满足以上趋势和需要而设计研制的。 1.1 心电图仪的研究现状 英国生理学家Einthoven在1887年用毛细管静电计记录了心动电流图。为了得到更准确的心电图信息，从1895年开始他展开了对心脏动作电流的研究，并在德? 阿森瓦尔氏的镜影电流计基础上，改进了其设计方法，提高了心电