便携式心电监护仪的采集电路和底层驱动程序开发

发布时间：2017-05-19 08:24

  本文关键词：便携式心电监护仪的采集电路和底层驱动程序开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着人们生活水平的提高,心血管疾病成为威胁人民健康的主要疾病。心电图是临床诊断心脏疾病的重要依据,利用心电图原理制成的心电仪具有采集和检测心电图的功能。常规心电仪虽然能全面的监护和分析病患的各项指标,目前由于价格问题仅常见于像医院这种大型医疗机构中；一般的家用便携式心电仪能够完成一般采集和记录心电图工作,但却没有检测和分析功能,无法方便快捷地向用户提供直观的检测结果。针对ARM平台是目前便携式设备通用平台这一情况,我们研究了一种基于ARM9平台S3C2410芯片的便携式心电监护仪系统,本文主要完成了是系统的采集电路和底层驱动程序的设计工作。 硬件设计方面,根据心电信号幅度小、频率低、干扰大和差异多的特点,以高精度运算放大器OPA2277和开关电容滤波器MAX295为核心器件构成放大和滤波电路,设计实现了心电监护仪的采集电路。在心电信号采集过程中,通过氯化银电极采用标准三导联方式从人体采集到各电极部位的心电信号电势；经放大倍数最低为20倍的前置放大电路进行初步放大,并利用差分电路特性消除信号中较大的共模干扰信号；同时采用放大倍数最高为50倍的主放大电路来满足系统对信号的放大要求。经前置放大和主放大两级1000倍的放大电路后,将毫伏级的心电信号放大到适合模数转换和检测处理的伏级水平。为了滤除心电信号中含有的基线漂移、电极干扰、肌电干扰等一系列干扰信号,得到较为纯净的心电信号,选用开关电容滤波器MAX295和KRC低通滤波电路对信号进行模拟滤波；最后送入ARM平台中的10位A/D芯片对其进行数字化处理,进行后续处理。 软件设计方面,针对课题中心电监护仪系统的特有外设开发了一系列WinCE实验平台下所需的底层驱动程序。根据系统配置,开发了I/O驱动、A/D驱动、LCD驱动等驱动程序,将编译生成的DLL文件通过整合镜像其烧入WinCE系统中,并测试工具CETK对其加载速度、响应速度和完备性等方面进行了测试。 调试中,用采集电路分别对人体信号做了多组次、不同时间段内的采样测试,加载了驱动程序进行了测试。测试表明,心电采集电路的信噪比、增益等特点能够满足设计要求,驱动程序工作稳定。
【关键词】：心电监护仪 S3C2410处理器 WinCE驱动 采集电路 信噪比
【学位授予单位】：西安工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.6;TP368.12
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9-10
• 1.1.1 课题背景9-10
• 1.1.2 课题意义10
• 1.2 国内外研究的现状和发展趋势10-14
• 1.2.1 国外研究现状10-12
• 1.2.2 国内研究现状12
• 1.2.3 发展趋势12-14
• 1.3 设计方案14
• 1.4 本文研究的主要内容14-15
• 2 心电信号特征与采集15-21
• 2.1 心电信号形产生的机理15-16
• 2.1.1 极化与去极化15
• 2.1.2 心电信号的产生15-16
• 2.2 心电信号的功能构成16-17
• 2.2.1 心电信号的传播16
• 2.2.2 功能构成16-17
• 2.3 心电信号的特征17-18
• 2.4 心电信号的采集18-21
• 2.4.1 采集手段18-19
• 2.4.2 干扰信号19-21
• 3 系统硬件电路设计21-36
• 3.1 系统设计基础21-22
• 3.1.1 功能需求21
• 3.1.2 处理芯片特性21-22
• 3.1.3 设计原则22
• 3.2 系统整体结构22-24
• 3.2.1 功能构成22-23
• 3.2.2 系统的结构框图23-24
• 3.3 心电采集电路设计24-32
• 3.3.1 采集电路功能分布24-25
• 3.3.2 功能要求25
• 3.3.3 前置放大电路25-27
• 3.3.4 低通滤波电路27-28
• 3.3.5 主放大电路28-29
• 3.3.6 电压补偿和高通滤波电路29-30
• 3.3.7 电源电路的设计30-32
• 3.3.8 采集电路实物32
• 3.4 硬件电路仿真与实验32-34
• 3.4.1 仿真设计32-33
• 3.4.2 仿真结果33-34
• 3.5 采集电路电路实际采集34-36
• 4 系统驱动程序设计36-46
• 4.1 WinCE系统概述36-37
• 4.1.1 嵌入式操作系统的比较36
• 4.1.2 WinCE系统简介36-37
• 4.2 本机设备驱动模型37-38
• 4.3 流接口驱动模型38-42
• 4.3.1 功能介绍38-39
• 4.3.2 流接口驱动的工作流程39-40
• 4.3.3 流接口驱动的开发40-42
• 4.4 驱动程序的调试工作42-44
• 4.4.1 开发调试环境42
• 4.4.2 编译驱动程序42-43
• 4.4.3 调试驱动程序43-44
• 4.5 测试驱动程序44-45
• 4.6 本章小结45-46
• 5 结论46-49
• 5.1 结论46
• 5.2 设想46-49
• 参考文献49-51
• 附录51-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文52-53
• 致谢53-55

【参考文献】

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  本文关键词：便携式心电监护仪的采集电路和底层驱动程序开发，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：378206