基于DDS的心电图机检测仪的研究

发布时间：2017-05-09 07:13

  本文关键词：基于DDS的心电图机检测仪的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着当今社会老龄化程度的不断的加剧,长期慢性病和突发性疾病的监护变成了重要的社会性问题。在医疗监护系统中,人类最重要、最基本的生命特征是心率、呼吸频率、体温三个生理参数。对患者进行多项生命特征的监护有利于对他采取有效及时的医疗处理。但是这些医疗监护设备的精度要求比较高,在出厂时都需要对设备的参数进行检测,使之达到要求的精密程度。伴随着电子、嵌入式技术和生物医学电子的进步,医疗设备的检测技术也得到了长足的发展。尤其是任意波形发生器已成为现代测试领域应用最为广泛的的通用仪器之一,代表了检测信号源的发展方向。为此,本文讨论了基于DDS技术利用FPGA(现场可编程门阵列)设计产生信号发生装置来模拟心电信号。直接数字频率合成技术(DDS)是一种全数字的频率合成技术,它的查表合成波形的方法可以产生任意波形。本文介绍了波形发生器的背景的研究和DDS理论的分析。根据设计的要求就功能上进行了划分,将整个系统划分为控制模块、外围硬件模块、FPGA模块三部分来设计实现。然后依据这三个部分分别详细地进行了论述。在研究的过程中,本设计选用了Altera公司的EP2C8Q208C8芯片作为波形产生的主要的芯片,在控制芯片上选用三星公司的S3C2440作为控制芯片。本设计的难点是FPGA芯片的设计和控制芯片的接口设计。通过对此系统进行大量实验和实际测量,结果表明该系统能够较为准确的输出频率范围20mhz～200hz的正弦波、三角波、方波等。由此实验结果得出,本设计达到了预定的目的和要求,并证明了采用软硬件相结合的方法,利用FPGA技术设计和实现波形发生器的方案是行得通的。
【关键词】：DDS 现场可编程门阵列 函数发生器 S3C2440
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R197.39
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外动态12-13
• 1.3 本文研究内容13-14
• 1.4 论文的主要结构14-15
• 第2章 DDS技术的原理分析15-22
• 2.1 频率合成技术的变化发展15-16
• 2.1.1 直接频率合成技术15
• 2.1.2 锁相环频率合成15-16
• 2.2 DDS技术原理与结构16-18
• 2.3 DDS技术的特点18-19
• 2.4 关于DDS的频谱纯度分析19-20
• 2.5 产生杂散的因素和抑制方法20-21
• 2.5.1 产生杂散的因素20
• 2.5.2 DDS杂散抑制措施20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 DDS模块的设计与实现22-35
• 3.1 可编程逻辑器件的概述22-23
• 3.2 FPGA的技术知识23-27
• 3.2.1 FPGA的基本工作原理23
• 3.2.2 FPGA的设计流程23-26
• 3.2.3 硬件描述语言简介26
• 3.2.4 Quartus Ⅱ概述26-27
• 3.3 时钟模块的配置27-28
• 3.4 相位累加器28
• 3.4.1 全加器28
• 3.4.2 寄存器28
• 3.5 波形存储器28-31
• 3.5.1 波形模块配置28-31
• 3.5.2 地址发生器设计31
• 3.6 FPGA接口通信的设计31-34
• 3.6.1 波特率发生器33
• 3.6.2 RS-232发送器33-34
• 3.6.3 UART接收器34
• 3.7 本章小结34-35
• 第4章 系统硬件电路设计35-52
• 4.1 电源模块的设计35-36
• 4.2 数模转换电路DAC模块的设计36-39
• 4.3 滤波电路模块的设计39-42
• 4.4 放大电路模块设计42-44
• 4.5 极化电压电路模块的设计44-47
• 4.6 微分信号电路模块的设计47-49
• 4.7 单双级信号切换电路模块的设计49
• 4.8 PCB的设计49-51
• 4.9 本章小结51-52
• 第5章 开发平台及开发环境的建立52-65
• 5.1 嵌入式操作系统的选择52-53
• 5.2 图形用户界面GUI的选择53-55
• 5.3 开发环境的搭建55-59
• 5.3.1 GCC交叉编译技术55-59
• 5.3.2 NFS服务的实现59
• 5.4 Qt开发环境的搭建59-64
• 5.4.1 编译PC版本59-60
• 5.4.2 编译嵌入式X86版60
• 5.4.3 编译嵌入式arm版60-62
• 5.4.4 qvfb介绍与测试62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 软件部分的设计实现65-73
• 6.1 QT的显示机制65
• 6.2 QT的信号和槽65-67
• 6.3 QT/E图形化界面的设计67
• 6.3.1 Qt/Embedded的移植67
• 6.3.2 Qt/Embedded开发工具67
• 6.4 GUI的开发与实现67-70
• 6.5 实验平台及结果的展示70-72
• 6.6 本章小结72-73
• 第7章 总结与展望73-75
• 7.1 研究成果及总结73
• 7.2 研究展望73-75
• 参考文献75-77
• 致谢77

【参考文献】

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1 张玉兴;DDS高稳高纯频谱频率源技术[J];系统工程与电子技术;1997年12期

  本文关键词：基于DDS的心电图机检测仪的研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：352058