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新型便携式家庭心电检测仪的研究与设计

作　者: 吴成枫
导　师: 赵振华
学　校: 武汉工程大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: ARM Linux 心电信号 BMD101
分类号: TH776
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 24次
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内容摘要

心血管疾病严重威胁着人们的生命安全，由于人们不健康的生活饮食、习惯、生活节奏的加快以及工作压力的增加，心血管疾病的患病者的数量也在增多。进入新世纪以后，嵌入式系统已经得到广泛应用，传统的以医院为中心的心电监护模式已经满足当前社会的需要，各种新型的心电监护或系统逐步迈向市场。本论文利用嵌入式微处理器（S3C2440）及心电信号采集芯片BMD101完成心电数据的采集、分析和处理，设计一款便携式的心电检测仪，以实现便利的家庭远程心脏监护。硬件部分由CPU及其外围电路、心电信号采集电路、通信模块和存储器单元组成。CPU及其外围电路包括嵌入式ARM处理器简介及选取、JTAG电路和电源管理模块等；心电检测仪由BMD101心电芯片组成心电信号采集电路，完成人体生物电信号采集及信号处理功能；通信模块主要由串口通信和GPRS通信模块组成；NANDFLASH存储器、SDRAM存储器和SD卡存储器实现心电检测仪的程序代码、执行代码和心电数据的存储。软件部分包括系统软件设计和应用程序设计两个部分。系统软件部分主要实现U-Boot移植、Linux内核裁剪移植、嵌入式Linux根文件系统制作和部分驱动程序设计。在应用程序设计部分，基于Qt/Embedded设计了人机交互界面。本文最后对心电检测仪的设计进行了总结，对当前设计不足之处进行了分析，并展望了后期需要完善的工作。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-15
  1.1 课题研究的背景及意义  11-13
  1.2 国内外研究现状及发展现状  13-14
  1.3 本文研究的主要内容  14-15
第二章嵌入式心电检测仪硬件平台设计  15-45
  2.1 嵌入式系统简介  15-20
    2.1.1 嵌入式系统特点  15-16
    2.1.2 嵌入式系统组成  16-17
    2.1.3 主流嵌入式操作系统介绍  17-20
  2.2 ARM 简介  20-26
    2.2.1 ARM 系列的处理器介绍  21-24
    2.2.2 S3C2440 处理器结构及特点  24-26
  2.3 心电采集电路设计  26-32
    2.3.1 心电信号产生机理及特征  26-29
    2.3.2 BMD101 内部结构  29-31
    2.3.3 BMD101 电路接口设计  31-32
  2.4 ARM 处理器存储模块  32-36
    2.4.1 SDRAM 存储器接口  32-33
    2.4.2 FLASH 存储器接口  33-35
    2.4.3 SD 卡接口电路设计  35-36
  2.5 外围接口电路设计  36-41
    2.5.1 ARM 处理器电源管理模块  36-37
    2.5.2 ARM 处理器液晶屏模块  37-39
    2.5.3 JTAG 接口设计  39-41
  2.6 通信模块设计  41-45
    2.6.1 GPRS 通信模块  41-43
    2.6.2 串口通信  43-45
第三章嵌入式心电检测仪软件系统设计  45-65
  3.1 嵌入式软件开发流程  45-46
  3.2 交叉编译环境的建立  46-52
    3.2.1 创建超级终端  47-48
    3.2.2 linux 系统安装  48-49
    3.2.3 安装 arm-linux-gcc 交叉编译器  49-52
  3.3 BOOTLOADER 移植  52-57
    3.3.1 BootLoader 概述  52-54
    3.3.2 U-Boot 修改与移植  54-57
  3.4 LINUX 内核移植  57-59
  3.5 根文件系统制作  59-65
    3.5.1 创建根文件系统主目录，完成 busybox 的编译、安装  60-62
    3.5.2 创建 lib 目录内容  62
    3.5.3 创建 etc 目录内容  62-64
    3.5.4 构建 dev 目录  64
    3.5.5 制作 yaffs2 映像文件  64-65
第四章外围设备驱动程序设计  65-81
  4.1 设备驱动程序简介  65-67
  4.2 设备驱动程序的 FILE_OPERATIONS 数据结构  67
  4.3 驱动程序开发步骤  67
  4.4 LCD 驱动程序  67-73
  4.5 SD 卡驱动程序  73-81
    4.5.1 MMC/SD/SDIO 主机控制器介绍  73-74
    4.5.2 MMC/SD 驱动程序框架  74-75
    4.5.3 SD 卡驱动编写  75-81
第五章应用程序设计  81-87
  5.1 GUI 应用程序设计  81-85
    5.1.1 嵌入式 GUI 简介  81-82
    5.1.2 搭建 Qt/Embeddded 开发环境  82-83
    5.1.3 心电信号显示界面设计  83-85
  5.2 心电数据分析  85-86
  5.3 GPRS 报警功能设计  86-87
第六章总结与展望  87-89
  6.1 总结  87
  6.2 展望  87-89
参考文献  89-93
攻读硕士期间已发表的论文  93-95
致谢  95

新型便携式家庭心电检测仪的研究与设计

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