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基于stm32的便携式心电图仪的设计 基于stm32的便携式心电图仪的设计

格式:word 上传:2022-06-25 17:08:12

《基于stm32的便携式心电图仪的设计》修改意见稿

1、“.....显示功能完成数据到波形的转换,能够动态显示出心电波形。存储功能完成数据的保存。软件系统设计流程软件搭载在硬件上运行的,硬件的资源多少在定程度上决定了软件的设计方法和复杂程度。由于早期的单片机由于硬件资源少,资源有限,所以工程师在编程的时候对的应用要十分小心,因此造成这类的设计开发工程师更加偏向于直接用汇编语言来控制硬件的工作。随着科学的发展,嵌入式系统的复杂度的提高和技术的发展,各种高级的工具不断推出,比如等工具,这些工具不仅极大的方便了工程师的开发,同时也为用语言这种高级语言来编写程序提供了有利的条件。但是这种开发方式随着系统的复杂度的增高也变的愈加吃力了,因为对开发人员要熟悉芯片的内部资源,能够进行寄存器配置,这样就对工程师的要求比较高。但是这些问题可以通过移植操作系统来解决,操作系统的优势就是屏蔽了具体的硬件细节,可以让开发人员把更多的精力放在应用程序上。本系统设计时考虑移植操作系统,但是对于具体的应用存在些不足之处首先......”

2、“.....有限的资源就无法有效的分配。其次,方便的库文件开发方式本身就屏蔽了硬件的细节,处于以上考虑在本次开发中没用移植操作系统,而采用库文件的方式来开发设计。固件库是个固件包,它不仅包括了程序数据结构和覆盖所有外设特性基于的便携式心电图仪设计的宏单元。还包括设备驱动的描述以及各个外围模块的实例,该固件库可以使得用户在没有深入学习外围模块规格手册的情况下,也能够使用任何在用户应用中涉及到的设备。因此,使用该固件库可以节省设计者的许多时间,可使开发人员把更多的精力花费在编程方面,加快了开发周期,减少了在应用开发中的综合开销。这是软件开发十分显著的优点。实际应用开发时,我们用外设的时候般有三个步骤,这里以外设为例简单介绍下开发流程打开配置文件,打开的宏开关这里选择了打开加载文件是对应的库文件,对的系列操作都在封装好了放在这类文件里。参数设置。包括配置采用周期触发方式工作模式数据存储格式等,开发人员只需根据所需要求在对应的参数位置设置即可......”

3、“.....这样就屏蔽了寄存器配置细节,加快了开发速度。软件总体流程图软件设计流程分为两个大的方面,分别对应两个个界面第个界面心电图显示界面,按键有上下左右中五个按键,按键功能分配如下上下按键控制波形纵向移动和幅值的变化,左右键是调节波形在时间上的周期变化,中间按键是切换键,切换上下键控制幅值变化还是纵向移动。另个界面是帮助界面,具体介绍各个按键的作用,具体流程图如图所示。基于的便携式心电图仪设计开始系统初始化数据采集显示是否有按键按下按键功能程序发送图系统总体流程图信号采集程序设计心电信号的精确采集对于后面的进步处理至关重要。的片内是位的模数转换器,可以在路模拟输入中任选路进行采样,其最高采样率为,心电信号的频率较低,片内足以满足系统采样定理的要求,这样可以提高采样的稳定性和降低系统成本。程序流程框图如所示。图数据采集流程图转换后的数据存放在变量里,转换状态用全局变量来标记,代表转换未结束,代表转换结束。数字滤波程序设计数字滤波算法的实现是软件部分关键的问题......”

4、“.....本系统用语言编写了相对应的滤波算法程序来实现对所采集的心电信号进行数字滤波。基于的便携式心电图仪设计滤波算法实际上就是用语言来实数字滤波有效。图未经滤波的波形图经滤波后的波形整体测试和结果分析从效果可以看出心电波形显示正常,波形稳定,基本没有工频干扰,说明硬件与软基于的便携式心电图仪设计件滤波起到了作用。但波形也显而易见的与标准的心电图有些差距,这与传感器的精度位置及硬件电路的设计有关,也与数字滤波器的算法有定的关系,还需进步加以改善。从整体测试结果看,该系统较好的完成了预期的设想,能够较正确的从人体上采集信号并加以处理与显示。图整体测试波形基于的便携式心电图仪设计结束语本系统实现的是便携式的小型化的心电监护系统,首先调查了市场上的心电图仪产品,并分析了它们存在的优点与不足,并借鉴了它们的优势部分应用到该系统中,研究了他们整体的设计方法,查阅了心电图仪器的相关电路设计,初步设计出本系统的方案,并探讨其实现的可行性......”

5、“.....本文选用了性价比高的基于的芯片作为微处理器,该能够很好的完成系统所需的功能。在熟悉了软硬件开发环境后,采用模块化设计,把整个系统化分为多个小模块并逐步去实现。针对目前市场上的便携式心电图仪器价格昂贵功能复杂,携带不方便的局限性,本文设计了种基于芯片能够实时监控并且价格低廉的便携式心电信号采集仪。易携带的特性存储数据,能够完成长时间的心电监测,并选用彩色液晶进行实时心电波形显示,通过按键使该系统具有良好的人机交互界面。由于时间和精力等方面的限制,本系统还有需要进步完善提高前端采集电路的精度。要想对心电信号做更进步的分析,必须把更多的心电信息采集出来,而本设计的前端电路丢失了些细节信息。对于信号的滤波和检测,本系统功能还不够强大,还不能很精确的识别出信号的多种特征。可以考虑采用小波变换来处理,而关于波形检测的理论和实践在本领域还是有很多难度,目前就有很多的专家学者在研究此类问题。对于数据的传输和处理,是可以考虑用互联网传输,这样更加方便快捷......”

6、“.....这样系统就有了自主诊断功能。目前这个领域非常活跃,也是个充满挑战的课题,有待进步深入研究。总之,随着科技的日新月异,人们生活水平的不断提高,人们物质生活的层次逐步提高,对待健康与保健的重视程度越来越强,这就为医疗器械的发展带来了极大的机遇,利用高科技带来的技术革命去更新医疗器械更是个巨大的市场机会。目前各大医疗器械厂商不断推出新式的医疗设备,而便携式家庭化的无疑更具有竞争力,也符合人们目前的消费需求与理念。我们相信,在未来几年里,家庭化便携式的医疗监护设备必将越来越普及。基于的便携式心电图仪设计参考文献刘泽霖血栓性疾病的诊断与治疗人民卫生出版社,金伟著金氏脉学山东科学技术出版社,陈国伟,伍贵富世纪心血管疾病研究展望新医学,许克诚临床心电图学教程北京人民卫生出版社,巴德年主编,杨子彬册主编生物医学工程学黑龙江科学技术出版社,张开滋,刘海样,吴杰心电信息学北京科学技术文献出版社,余学飞医学电子仪器原理与设计广州华南理工大学出版社......”

7、“.....高有堂电子电路设计制板与仿真郑州郑州大学出版社,周静心电信号中工频干扰的消除生物工程医学研究王大雄,王国钧基于嵌入式微机的便携心电监护仪设计航天医学与医学工程基于的便携式心电图仪设计附录信号采集实物图基于的便携式心电图仪设计整体实物图致谢经过半年时间的学习和实践,完成了本次毕业设计,在此由衷的感谢大学的和。此次毕业设计的完成,自始至终都得到了的悉心指导,没有从总体上的把握,和徐源老师的耐心指导,毕业设计工作也不可能顺利完成。渊博的学识执着的敬业精神以及严谨的治学态度和丰富的实践经验,使我受益匪浅。谨向尊敬的和老师致以最诚挚的谢意。在这大学生活即将完成之际,谨此向曾指导过我和帮助过我的老师,老师致以最崇高的敬意和衷心的谢意。衷心地祝愿各位老师全家幸福,工作顺利。衷心感谢实验室里等同学,无论是平时的学习过程中,还是此次的毕业设计中,他们都给予我很多的帮助与支持,在里表示最衷心的感谢,也祝你们在以后的工作中帆风顺,心想事成。现差分方程,为叙述方面......”

8、“.....有式和看出,当前输出与以前数据状态有关,因此需要开辟缓冲区来存放以前的数据,这里开辟三个缓冲区和分别存放的数据。对于式,数组里面存放的是前次的值,存放的是当前采集数据的前次的数据,前点的数据都为,假设采集到第点时,此时,把该点赋值给变量。,数组全为,数组里面存放了前个点的数据,那么该点滤波后的数值这里让滤波后的数值存放到变量,则然后让数组右移,把数据移除,把的值存入到数据中,同理让数组右移,移除数据,在把存入到中,这样就完成了个点的滤波。软件流程如图所示。图滤波流程图液晶程序设计在本系统中采用彩色液晶,波形显示清晰,界面良好。液晶控制的关键在于编写底层驱动程序,底层驱动写好以后再封装不同功能的函数,以后调用就很方便了。的模块是能够与同步或异步的存储器和位的存储器卡的接口,它的主要作用是将传输信号转换到适当的外部设备协议满足访问外部设备的时序要求基于的便携式心电图仪设计通过这样的方法就可以把液晶当作外部存储设备来使用,通过配置读写及控制信号的时序......”

9、“.....这样处理不但简化了对液晶的操作,只需指定读写数据的指针就可完成操作,而且提高了访问速度,避免了用端口模拟时序访问液晶产生的滞后现象。并且自带方式控制的实例,只需做些相应的修改就可应用到本系统中。显示的心电波形有两个基本要求是波形清晰,无断点,二是波形无明显失真。在显示波形时需要解决三个问题是把采集到的电压值转换成液晶上的高度二是两点之间要连续三是刷新方式,刷新的种方法是在波形显示到屏幕的最右边时整个波形区域刷新为空,然后重新从最左边显示,另种方法是边显示边刷新,即在显示的后边的小块区域刷新为空,也就是边显示边删除。相比较而言显然第二种方法比较好,因为整个区域刷新是很费时间的问题,有可能影响画图的速度,而第二种方法就有效的克服了这个问题,另外从实际效果来看,视觉效果也比较好。针对第个问题,实际上就是把电压值转换成点的坐标,本设计中用液晶轴中间的部分来显示波形,轴坐标值范围为,而心电信号的电压值范围为,则第个问题转化为把电压范围映射到坐标的范围内......”

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