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基于DSP和单片机的可调参数心电信号发生器的设计

作 者: 郝秀娟
导 师: 贺忠海
学 校: 东北大学
专 业: 检测技术与自动化装置
关键词: ECG动力学模型 心电信号 DSP 单片机
分类号: TP368.12
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 15次
引 用: 0次
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内容摘要


心脏疾病是威胁人类生命的主要疾病之一,心电图(electrocardiogram, ECG)是心脏电活动在体表的综合反映,是评价心脏功能的重要参考依据。随着社会的发展和人们安全意识的加强,从人体采集实时的心电信号波形呈现出越来越多的弊端。近年来微电子技术、计算机软硬件技术和数字信号处理技术取得了重大发展,研究一种结构简单、性能可靠的可调节参数的心电信号发生器系统具有重要意义。本论文中提出了一种基于DSP单片机的可调参数心电信号发生器系统的设计方案。系统根据人体心电信号的特征,选择ECG动力学模型作为心电信号算法,以高性能数字信号处理器TMS320VC5409作为心电信号产生系统的核心,输出数字的心电信号波形;然后通过D/A转换器TLC320AD50C将数字信号转换成模拟的心电信号波形输出。心电信号波形的调整是由单片机AT89S52控制键盘来实现的。单片机通过键盘控制芯片HD7279A与键盘连接,控制心电信号参数的改变,输出不同的心电信号波形。同时单片机还与液晶显示器MGLS240128T连接,实现心电信号相关信息的显示。本系统使用DSP和单片机作为系统核心,将DSP和单片机的优势互补,使系统的运算速度更快、可靠性更高;依据ECG动力学模型,采用模拟心房纤维颤动的方法产生的心电信号波形更加逼真,且可以通过调整参数改变波形,得到正常的或病态的心电信号,具有较强的通用性。本文中所设计的心电信号发生器系统通过软硬件联合调试,最终可以输出正常的心电信号,并通过改变参数改变波形的形状。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题的提出  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 应用前景分析  12
  1.4 课题研究内容和创新点  12-13
    1.4.1 课题主要研究内容  12-13
    1.4.2 系统的创新点  13
  1.5 本章小结  13-14
第2章 心电信号算法  14-20
  2.1 心电信号的产生机理  14-15
  2.2 心电信号特征  15-16
  2.3 心电信号算法与模型  16-19
    2.3.1 ECG动力学模型  16-18
    2.3.2 心房纤维颤动模型  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章 系统总体方案选择  20-24
  3.1 系统设计指标  20
  3.2 系统方案论证  20-23
  3.3 系统整体结构  23
  3.4 本章小结  23-24
第4章 系统硬件电路设计  24-48
  4.1 系统的开发流程  24-25
  4.2 ECG产生模块硬件设计  25-38
    4.2.1 DSP的选型  25-26
    4.2.2 DSP最小系统设计  26-32
    4.2.3 存储器模块设计  32-34
    4.2.4 D/A转换模块的设计  34-38
  4.3 心电波形调整模块设计  38-46
    4.3.1 单片机选型  38-39
    4.3.2 DSP和单片机通信设计  39-42
    4.3.3 键盘模块设计  42-44
    4.3.4 LCD模块电路设计  44-46
  4.4 电路板设计  46-47
  4.5 本章总结  47-48
第5章 系统软件设计  48-62
  5.1 ECG产生模块软件设计  48-54
    5.1.1 CCS集成开发环境  48-49
    5.1.2 心电信号程序设计  49-51
    5.1.3 DSP程序加载设计  51-53
    5.1.4 D/A模块软件设计  53-54
  5.2 心电信号调整模块软件设计  54-59
    5.2.1 单片机与DSP通信设计  54-56
    5.2.2 键盘模块软件设计  56-57
    5.2.3 液晶模块软件设计  57-59
  5.3 软件调试  59-60
  5.4 本章小结  60-62
第6章 总结与展望  62-64
  6.1 总结  62
  6.2 展望  62-64
参考文献  64-66
致谢  66-68
附录A 系统硬件原理图  68-70
附录B 硬件实物图及心电信号波形  70

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 微型计算机 > 各种微型计算机 > 微处理机
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