發(fā)布時間：2017-05-25 01:15

  本文關鍵詞：基于DSP的心電信號采集和分析系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：心電信號是心臟電活動的在體表的綜合表現(xiàn)，是一種典型的生物電信號，由于心電信號從不同方面和層次上反映了心臟的工作狀態(tài)，因此在心臟疾病的臨床診斷和治療過程中具有非常重要的參考價值。 心電信號可以通過置于體表的電極和一定的導聯(lián)方式檢測出來，心電信號的檢測與分析是心臟疾病臨床診斷中的關鍵環(huán)節(jié)。隨著人民生活水平的提高，家庭保健意識的增強，心電檢測儀器走進普通家庭是一種趨勢。并且隨著集成電路技術的發(fā)展，也為心電檢測儀器的小型化和便攜化提供了技術支持。制作便于家庭使用，，簡單易操作的心電檢測儀這是本課題的研究意義所在。 本課題完成了基于DSP的心電信號采集和分析系統(tǒng)硬件和軟件設計，前者負責心電信號的采集和預處理，而后者負責心電信號的濾波和分析。 心電信號屬于強噪聲背景下的微弱信號，伴有各種噪聲和干擾，為采集帶來了一定的難度。本課題的心電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路是根據(jù)心電信號的特點而制定，包括信號調理電路和處理電路兩個部分。心電數(shù)據(jù)調理電路包括前端放大和右腿驅動電路、帶通濾波和50Hz陷波電路、主放大和電平抬高電路等，實現(xiàn)了心電信號的模擬采集和預處理。心電數(shù)據(jù)處理電路包括電源管理模塊、TMS320VC5509處理器模塊電路、存儲器擴展電路、串口通信電路、LCD接口電路等，實現(xiàn)心電信號的數(shù)模轉換、數(shù)字信號處理和實時顯示。 軟件系統(tǒng)在DSP的集成軟件開發(fā)環(huán)境CCS下用C語言來編程，采用的是模塊化編程方式。主程序對各個子程序進行調用和組織，使整個系統(tǒng)能協(xié)調工作。子程序包括系統(tǒng)初始化程序、ADC子程序、數(shù)字信號處理程序、液晶顯示程序、PC機應用程序等。軟件部分的關鍵是數(shù)字信號處理算法程序，算法方案的合適與否關系到整個系統(tǒng)的精度和實時性。本系統(tǒng)首先通過MATLAB對MIT-BIH標準心電數(shù)據(jù)庫的試驗數(shù)據(jù)做了一系列的算法驗證，然后通過C語言編程實現(xiàn)了心電信號的算法，有效地抑制了噪聲和干擾。 本課題初步完成了預期的設想，給出了一種實現(xiàn)心電檢測儀小型化、智能化、家庭化的現(xiàn)實可行的方案，繪制了原理圖和PCB圖，并且制作了樣機一臺。
【關鍵詞】：心電信號干擾 心電信號采集 數(shù)字信號處理 TMS320VC5509
【學位授予單位】：西北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH772.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 人體心電信號的產(chǎn)生機理10
• 1.2 心電信號采集和分析系統(tǒng)的發(fā)展歷史10-11
• 1.3 體表心電圖及心電信號的特征分析11-14
• 1.3.1 心臟電傳導過程分析11-12
• 1.3.2 心電信號時域特征分析12-13
• 1.3.3 心電信號的電特性分析13-14
• 1.4 心電信號采集分析系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢14-15
• 1.5 本課題的研究內容和創(chuàng)新點15-17
• 1.5.1 本課題的研究內容15-16
• 1.5.2 本系統(tǒng)的創(chuàng)新點16-17
• 第二章 心電信號采集和分析系統(tǒng)硬件設計17-41
• 2.1 硬件系統(tǒng)整體框架設計17-18
• 2.1.1 系統(tǒng)的設計指標分析17-18
• 2.1.2 硬件系統(tǒng)整體結構分析18
• 2.2 心電信號調理模塊的設計18-29
• 2.2.1 心電信號的干擾因素分析19-20
• 2.2.2 心電電極和導聯(lián)體系分析20-22
• 2.2.3 前置放大電路設計22-24
• 2.2.4 右腿驅動電路24-25
• 2.2.5 濾波電路設計25-28
• 2.2.6 主放大以及電平抬升電路設計28-29
• 2.3 心電信號控制模塊設計29-40
• 2.3.1 DSP的體系結構分析29-31
• 2.3.2 DSP處理器的選型分析31-32
• 2.3.3 TMS320VC5509內部結構分析32-33
• 2.3.4 DSP最小系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)33-37
• 2.3.5 人機交互接口的設計與實現(xiàn)37-38
• 2.3.6 通信模塊的設計與實現(xiàn)38-39
• 2.3.7 DSP的存儲空間擴展39-40
• 2.4 本章小節(jié)40-41
• 第三章 心電信號的數(shù)字信號處理算法研究41-52
• 3.1 心電信號的FIR低通濾波41-45
• 3.1.1 FIR濾波理論知識41-42
• 3.1.2 FIR數(shù)字濾波器的頻率抽樣實現(xiàn)法42-44
• 3.1.3 FIR的低通濾波結果44-45
• 3.2 心電信號的50Hz自適應濾波45-50
• 3.2.1 自適應濾波結構和原理45-47
• 3.2.2 自適應濾波 LMS算法47-48
• 3.2.3 自適應陷波器的實現(xiàn)48-50
• 3.3 心電信號的去基線漂移50-51
• 3.4 本章小節(jié)51-52
• 第四章 心電信號采集和分析系統(tǒng)軟件設計52-76
• 4.1 系統(tǒng)的編程資源和軟件開發(fā)平臺分析52-53
• 4.1.1 TMS320VC5509的編程資源52
• 4.1.2 CCS開發(fā)平臺分析52-53
• 4.2 軟件系統(tǒng)整體設計53-57
• 4.2.1 軟件系統(tǒng)模塊化分析53-54
• 4.2.2 DSP軟件系統(tǒng)程序流程設計54-57
• 4.3 軟件系統(tǒng)各模塊的設計57-70
• 4.3.1 系統(tǒng)初始化模塊58-60
• 4.3.2 看門狗(Watch Dog)模塊60
• 4.3.3 心電信號采集模塊60-61
• 4.3.4 心電信號的數(shù)字信號處理模塊61-66
• 4.3.5 串行通信模塊66-67
• 4.3.6 液晶顯示模塊67-70
• 4.4 TMS320VC5509的其他相關程序70-73
• 4.4.1 TMS320VC5509目標文件格式(COFF)的創(chuàng)建70-71
• 4.4.2 在線燒寫程序設計71-73
• 4.5 上位機管理軟件設計73-75
• 4.5.1 串行通信程序73-74
• 4.5.2 心電信號顯示程序74
• 4.5.3 病人信息管理74-75
• 4.6 本章小節(jié)75-76
• 第五章 軟硬件聯(lián)合調試76-81
• 5.1 系統(tǒng)硬件調試76-77
• 5.2 系統(tǒng)軟硬件聯(lián)合調試77-79
• 5.2.1 液晶顯示電路及軟件調試78
• 5.2.2 串口通訊電路及程序調試78-79
• 5.3 系統(tǒng)整體調試結果79-80
• 5.4 本章小結80-81
• 第六章 結論及展望81-83
• 6.1 結論81-82
• 6.2 展望82-83
• 參考文獻83-86
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明86-87
• 致謝87-88
• 附錄一 信號調理部分原理圖88-89
• 附錄二 DSP控制系統(tǒng)原理圖89-90
• 附錄三 硬件實物圖90-91

【同被引文獻】

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  本文關鍵詞：基于DSP的心電信號采集和分析系統(tǒng)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：392420