数字式心电信号发生器硬件设计及波形输出实现

论文编号:JD189     字数:16103,页数:54     

摘 要
论文研究了以低功耗单片机MSP430F149为控制核心的通用型数字式心电信号发生器的研制方法。通过系统键盘的操作，以及液晶显示器的显示信息，用户可以方便地根据需要来产生各种类型的心电信号。
本系统由人机界面、128M flash存储器、USB传输通道、D/A转换以及后级处理模块组成。系统不仅能够输出模拟出来的正常以及病态的心电信号, 还能够对存储在存储器中的患者心电信号进行回放，并且还能够连续输出夹杂噪声和工频干扰的心电信号。用户可使用PC机将采集到的患者心电数据通过USB通道上载到系统的128M flash存储器中，体现了系统的通用性，满足了各种心电图分析和仪器开发的需要。
系统通过对一组心电数据的处理，实现了模拟心电信号的产生；通过对flash存储器中的心电数据进行定时读取，实现了患者心电信号的回放；对所有的心电数据叠加噪声数据及工频干扰数据，实现了夹杂有噪声及工频干扰的心电信号的产生。
【关键词】：心电数据,MSP430F149,数字式心电信号发生器

ABSTRACT
 In this thesis，the method of the cause of making the digital ECG signal generator is specially introduced . The digital ECG signal generator is based on MSP430F149 SCM . Users can easily get any type of ECG by pressing the button and by the information shown on the LCD.
The system consists of human-machine interface,128M flash memory , USB convey channel , D/A convertor and post processing channel . The system not only generates the normal simulated ECG signals and abnormal simulated ECG signals , but also can read back(回放) the real patients’ ECG signals . And system may be yields ECG signals to which sina wave and other disturbance may be added . Users can use PC to load the ECG data ,which have been sampled by other ways, in the 128M flash memory through the USB channel . This indicates the universal capability of the system , so that the requirement of various ECG analysis and device development can be satisfied.
The system realizes the generating of the simulated ECG signals by processing of an array of ECG data , and realizes the real patients’ ECG signals by timely read the data from the flash memory . It also can generate the ECG signals to which sina wave and other disturbance may be added , by add the ECG data with noise data and other disturbance data.
【keywords】 ECG data , MSP430F149 , digital ECG signal generator

目录
第一章  绪论 1
1.1论文课题的背景 1
1.2 本论文的目的和意义 1
1.3 本论文课题的研究手段和控制方式 2
1.4本论文所作的主要工作和取得成果 3
第二章  数字式心电信号发生器功能描述 5
2.1 系统总体功能介绍 5
2.2系统操作过程 6
第三章  多功能信电信号发生器硬件部分的设计与实现 7
3.1系统硬件概括 7
3.2系统硬件模块介绍 8
3.2.1单片机型号的选择 8
3.2.2 液晶模块的选择以及键盘设计 9
3.2.3 电源模块设计 11
3.2.4  3.3V－5.0V转换电路的设计 12
3.2.5 滤波器的设计与参数设置 15
3.2.6 D/A转换器AD5348实现模拟信号的输出 19
3.2.7 幅度衰减电路设计 21
3.2.8  flash存储芯片的选择 22
3.2.9 USB传输设计 24
3.3 系统PCB板图的设计实现 25
3.3.1 PCB板设计讨论 25
3.3.2 PCB板布线的基本方法 26
3.3.3 PCB电路设计总结 26
第四章 多功能信电信号发生器软件部分的设计与实现 27
4.1本系统软件部分设计思想总体构思 27
4.2 各个程序模块介绍 28
4.2.1 程序用到的全局变量 28
4.2.2 主函数介绍 29
4.2.3 中断函数介绍 31
4.2.4 D/A转换程序模块 31
4.2.5 flash心电数据程序模块 33
4.2.6 模拟心电信号发生以及处理程序模块 35
4.2.7 噪声模块 36
第五章 系统的调试与结果 39
5.1 MSP430系列开发环境简介 39
5.1.1硬件环境 39
5.1.2.MSP430 FET仿真工具的原理 40
5.1.3软件环境 40
5.2 硬件模块调试过程 42
5.3软件模块调试过程 44
5.3 系统实现的结果 45
第六章   总结及展望 47
致谢 49
参 考 文 献 50