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低功耗便携式心电仪设计与研制

作　者: 王磊
导　师: 陈秀义
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 动态心电图 心电检测 FAT文件系统 USB
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 440次
引　用: 5次
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内容摘要


传统的动态心电图机(Holter)具有价格高、专业性强和各品牌互不兼容的特点。本文从目前动态心电图机使用特点和市场需求出发，设计研制了一台动态心电图机，力图使其使用上便捷、价格上低廉、互换性更好，加快心电监护在家庭健康护理(HHC)方向的应用步伐。整个系统由心电检测电路、心电存储、USB接口、心电监护及心电回放等几部分组成，各自具有一定的独立性，并可灵活组合成心电监护系统或动态心电存储回放系统。在硬件设计上，采用高度集成的低功耗16位单片机MSP430系列作为中央处理器，简化了电路，降低了功耗；在心电信号存储方式上，以FLASH闪存和USB接口芯片为基础，创新地采用了U盘存储和FAT文件系统结合的组织方式，为心电图机应用提供了更多的模式与方案。在软件方面，采用C语言为MSP430编写了固件程序，实现了心电采集、存储、显示功能，并用FAT16方式组织了文件存储，使之与Windows系统完全兼容，在与PC连接时实现了所见即所得，提高了易用性；此外，这种方式的重大意义还在于为日后建立心电仪数据存储格式和分析软件接口的统一标准提供了可能。在PC机端采用Visual C++编写了简单的心电回放程序，能够充分满足实验要求。样机经过实际测试，满足各项设计指标，也通过分析进一步发现了改进空间，对动态心电图机设计和应用上作出了有益的探索和尝试。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-18
  1.1 课题研究意义  10-12
  1.2 国内外研究动态、文献综述与分析  12-15
  1.3 论文的主要研究内容  15-16
  1.4 系统总体设计要求  16-18
第2章 心电图的产生和测量  18-28
  2.1 体表心电图  18-19
  2.2 心电的产生  19-20
  2.3 各心电波形的含义  20-21
  2.4 心电图导联  21-25
    2.4.1 标准导联  22-23
    2.4.2 单极导联  23-24
    2.4.3 动态心电图的导联系统  24-25
  2.5 常见的心律异常类型及特征  25-26
  2.6 动态心电图电极  26-27
  2.7 小结  27-28
第3章 心电检测电路设计  28-40
  3.1 心电信号的噪声来源  28-29
  3.2 心电信号放大器设计要求  29-31
  3.3 前端模拟放大电路设计  31-39
    3.3.1 低通滤波器  34-35
    3.3.2 高通滤波器  35-36
    3.3.3 右腿驱动电路  36
    3.3.4 电平提升电路  36-37
    3.3.5 电源电路  37-39
  3.4 小结  39-40
第4章 控制、存储及接口电路设计  40-52
  4.1 中央处理器及其外围模块  40-42
    4.1.1 单片机的选型  40-41
    4.1.2 A/D采样模块  41-42
  4.2 USB接口  42-46
    4.2.1 USB概述  42
    4.2.2 USB器件选型  42-43
    4.2.3 PDIUSBD12器件特性及接口  43-45
    4.2.4 USB控制器的外围电路  45-46
  4.3 数据存储  46-49
    4.3.1 存储器件选型  46-47
    4.3.2 K9F1208U0M的特性  47-48
    4.3.3 K9F1208U0M的引脚及连接  48-49
  4.4 其它单片机外围电路  49-51
    4.4.1 时钟日历芯片  49-50
    4.4.2 液晶接口  50-51
  4.5 小结  51-52
第5章 固件设计  52-66
  5.1 数据的采集  52
  5.2 USB通信固件设计  52-58
    5.2.1 USB固件结构  53-55
    5.2.2 Mass Storage协议  55-56
    5.2.3 USB传输方式及 Bulk-Only传输协议  56-58
  5.3 FAT16文件系统  58-64
    5.3.1 FAT文件系统结构  58-62
    5.3.2 SCSI命令实现文件管理  62-64
  5.4 功能软件编写  64-65
  5.5 小结  65-66
第6章 心电回放分析软件  66-71
  6.1 软件功能  66
  6.2 程序流程介绍  66-67
  6.3 程序截图  67
  6.4 部分源代码  67-70
  6.5 小结  70-71
结论  71-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-77
致谢  77-78
附录A 整机硬件组成方框图  78-79
附录B 样机图片  79

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中图分类: > 医药、卫生 > 基础医学 > 医用一般科学 > 生物医学工程 > 仪器、设备
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