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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
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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和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。
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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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