基于SOPC便携式心电监护系统的研究与设计
发布时间：2021-02-22 11:14
心电图（ECG）是用来诊断心脏疾病的主要技术之一。随着计算机技术和微电子技术的迅速发展,更多的技术被应用到生物医学测量与仪器的研究和应用当中。由于心脏病发作的突发性与随机性,60%的心脏病死亡发生在患者家中;医院的监护设备往往体积庞大,价格昂贵,不便于携带。所以研发微型化,智能化,便携式的,实用的家用心电监护仪器成为主要的研究方向。本文研究的主要内容是基于SOPC（System on Programmable Chip）片上可编程系统,以Altera公司Cyclone III系列EP3C16Q240C8为核心芯片构建硬件系统的平台,NiosII嵌入式软核作为处理器设计便携式的心电监护系统。本文主要介绍了以下几部分内容:便携式心电监护系统的总体设计。ECG信号采集电路的设计,ECG信号通过前置放大电路,巴特沃思带通滤波器,再经过主放大电路,电压抬升电路,A/D转换电路,被送入FPGA芯片中做数字滤波处理。以及可触摸的TFT液晶屏、SD卡、USB接口等外围设备的电路设计。基于NiosII,在Cyclone III系列EP3C16Q240C8芯片的DE2嵌入式平台上,移植了uClinux操作...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于NiosII的SOPC系统整体设计流程
图 3.5 NiosⅡ处理器软核结构图（2）建立完善顶层模块使用 SOPC Builder 生成 NiosⅡ系统后，将其集成到整个 QuartusⅡ工程中据需要在工程中加入 NiosⅡ系统以外的逻辑，在 SoPC Builder 工程的目录下成 DE2_lab1.ptf 和 DE2_uClinux.sof 文件。在 QuartusⅡ里面把引脚连好。模块如图 3.6 所示。PIN_31VCCclk INPUTPIN_209VCCreset_n INPUTPIN_196VCCad0832_do INPUTPIN_202VCCad0832_en INPUTPIN_201VCCad7843_busy INPUTPIN_117OUTPUTsdram_clkPIN_181OUTPUTprint_paPIN_183OUTPUTprint_pbPIN_185OUTPUTprint_pcPIN_187OUTPUTprint_pdPIN_6OUTPUTtf t_clkPIN_13OUTPUTtf t_DEPIN_223PIN_226PIN_231PIN_233PIN_235PIN_237PIN_239PIN_4PIN_18PIN_9PIN_5PIN_240PIN_238PIN_236PIN_234PIN_232OUTPUTtf t_data[15..0]PIN_194OUTPUTad0832_clkPIN_200OUTPUTad0832_csPIN_198OUTPUTad0832_diOUTPUTad7843_csCy clone IIIinclk0 f requency : 25.000 MHzOperation Mode: NormalClk Ratio Ph (dg) DC (%)c0 4/1 0.00 50.00c1 4/1 -126.00 50.00inclk0 c0c1pllinstclkreset_nrxd_to_the_FT232_USBMISO_to_the_SDK_SPIclk25_to_the_TFTctrl_instin_port_to_the_ad0832_doin_port_to_the_ad0832_enin_port_to_the_ad7843_busytxd_from_the_FT232_USBout_port_from_the_Print_PAout_port_from_the_Print_PBout_port_from_the_Print_PCout_port_from_the_Print_PDMOSI_from_the_SDK_SPISCLK_from_the_SDK_SPISS_n_from_the_SDK_SPIClkout_from_the_TFTctrl_instTFT_DE_from_the_TFTctrl_instTFT_RGB_from_the_TFTctrl_inst[15..0
图 3.7 MainMenu 界面在 Vendor/Product Selection 界面，如图 3.8 设置。最后选择 yes 保存以上设图 3.8 Vendor/Product Selection 界面(4)、将 SOPC Builder 生成文件 DE2_lab1.ptf 复制到/usr/local/src(5)、根据硬件文件配置 make file# make vendor_hwselect SYSPTF=/usr/local/src/DE2_lab1.ptf
【参考文献】：
期刊论文
[1]SOPC系统建立及uClinux移植实现[J]. 巨政权,原亮,满梦华,郑见灵. 微计算机信息. 2009(11)
[2]基于FPGA的FIR滤波器的设计[J]. 杨立显,吕卫阳,齐昕. 机械工程与自动化. 2008(03)
[3]uClinux操作系统关键技术分析[J]. 赵红敏. 科技资讯. 2006(36)
[4]可穿戴式无线心电监测仪的研究现状[J]. 岳蜀华,王美涵,郭飞,孟兆辉,白净. 生物医学工程与临床. 2006(04)
[5]嵌入式平台ARM-uClinux的构建与应用开发[J]. 黄勋,唐慧强. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2006(01)
[6]心电信号QRS波群检测算法研究[J]. 苏丽,赵国良,李东明. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
[7]我国心血管病及其主要危险因素的流行病学研究[J]. 王薇,赵冬. 首都医科大学学报. 2005(02)
[8]Linux系统实时性探讨[J]. 蒋溢,李琳皓,陈龙,熊安萍. 重庆大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]uC/OS和uClinux的比较[J]. 朱显新,黄涛,卢珞先. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(10)
[10]NIOS软核处理器的Linux引导程序U-boot设计[J]. 王俊卿,刘庆文,杨扬. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(09)
硕士论文
[1]基于小波分析的心电信号去噪研究[D]. 罗强.华中师范大学 2006
本文编号：3045907
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
基于NiosII的SOPC系统整体设计流程
图 3.5 NiosⅡ处理器软核结构图（2）建立完善顶层模块使用 SOPC Builder 生成 NiosⅡ系统后，将其集成到整个 QuartusⅡ工程中据需要在工程中加入 NiosⅡ系统以外的逻辑，在 SoPC Builder 工程的目录下成 DE2_lab1.ptf 和 DE2_uClinux.sof 文件。在 QuartusⅡ里面把引脚连好。模块如图 3.6 所示。PIN_31VCCclk INPUTPIN_209VCCreset_n INPUTPIN_196VCCad0832_do INPUTPIN_202VCCad0832_en INPUTPIN_201VCCad7843_busy INPUTPIN_117OUTPUTsdram_clkPIN_181OUTPUTprint_paPIN_183OUTPUTprint_pbPIN_185OUTPUTprint_pcPIN_187OUTPUTprint_pdPIN_6OUTPUTtf t_clkPIN_13OUTPUTtf t_DEPIN_223PIN_226PIN_231PIN_233PIN_235PIN_237PIN_239PIN_4PIN_18PIN_9PIN_5PIN_240PIN_238PIN_236PIN_234PIN_232OUTPUTtf t_data[15..0]PIN_194OUTPUTad0832_clkPIN_200OUTPUTad0832_csPIN_198OUTPUTad0832_diOUTPUTad7843_csCy clone IIIinclk0 f requency : 25.000 MHzOperation Mode: NormalClk Ratio Ph (dg) DC (%)c0 4/1 0.00 50.00c1 4/1 -126.00 50.00inclk0 c0c1pllinstclkreset_nrxd_to_the_FT232_USBMISO_to_the_SDK_SPIclk25_to_the_TFTctrl_instin_port_to_the_ad0832_doin_port_to_the_ad0832_enin_port_to_the_ad7843_busytxd_from_the_FT232_USBout_port_from_the_Print_PAout_port_from_the_Print_PBout_port_from_the_Print_PCout_port_from_the_Print_PDMOSI_from_the_SDK_SPISCLK_from_the_SDK_SPISS_n_from_the_SDK_SPIClkout_from_the_TFTctrl_instTFT_DE_from_the_TFTctrl_instTFT_RGB_from_the_TFTctrl_inst[15..0
图 3.7 MainMenu 界面在 Vendor/Product Selection 界面，如图 3.8 设置。最后选择 yes 保存以上设图 3.8 Vendor/Product Selection 界面(4)、将 SOPC Builder 生成文件 DE2_lab1.ptf 复制到/usr/local/src(5)、根据硬件文件配置 make file# make vendor_hwselect SYSPTF=/usr/local/src/DE2_lab1.ptf
【参考文献】：
期刊论文
[1]SOPC系统建立及uClinux移植实现[J]. 巨政权,原亮,满梦华,郑见灵. 微计算机信息. 2009(11)
[2]基于FPGA的FIR滤波器的设计[J]. 杨立显,吕卫阳,齐昕. 机械工程与自动化. 2008(03)
[3]uClinux操作系统关键技术分析[J]. 赵红敏. 科技资讯. 2006(36)
[4]可穿戴式无线心电监测仪的研究现状[J]. 岳蜀华,王美涵,郭飞,孟兆辉,白净. 生物医学工程与临床. 2006(04)
[5]嵌入式平台ARM-uClinux的构建与应用开发[J]. 黄勋,唐慧强. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2006(01)
[6]心电信号QRS波群检测算法研究[J]. 苏丽,赵国良,李东明. 哈尔滨工程大学学报. 2005(04)
[7]我国心血管病及其主要危险因素的流行病学研究[J]. 王薇,赵冬. 首都医科大学学报. 2005(02)
[8]Linux系统实时性探讨[J]. 蒋溢,李琳皓,陈龙,熊安萍. 重庆大学学报(自然科学版). 2005(03)
[9]uC/OS和uClinux的比较[J]. 朱显新,黄涛,卢珞先. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(10)
[10]NIOS软核处理器的Linux引导程序U-boot设计[J]. 王俊卿,刘庆文,杨扬. 单片机与嵌入式系统应用. 2004(09)
硕士论文
[1]基于小波分析的心电信号去噪研究[D]. 罗强.华中师范大学 2006
本文编号：3045907
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