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便携式超低功耗心电听诊仪的研制

作　者: 张虎军
导　师: 陈光杰
学　校: 第一军医大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 心电图ECG 心音图PCG MCU MSP430 低功耗 LCD
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 276次
引　用: 2次
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内容摘要

本系统以传统听诊器为基础，利用最新超低功耗单片机MSP430作为控制核心，设计一种能在听诊的同时利用模拟胸导联采集病人的心电图，达到在听诊的同时可以看到实时的心电图，从而达到诊断各类心脏疾病的目的。传统的听诊器有100多年的历史，对病人疾病的诊断有很高的使用价值，心电图诊断技术也有100多年的历史，对心脏病的诊断具有十分重要的意义。而普通的心电图机和心电监护仪体积大携带不便，而且在心电图显示的同时听心音很麻烦。本系统正是针对这一医生常用的诊断方法提出将心电图监护与普通听诊器有机结合起来，大大方便了医生的操作，提高了医生对心脏病的诊断效果。而且心电图与心音的相互时间对应关系对于医生确定心脏病变部位有着重要临床意义。本系统着重在低功耗和微型化的设计方面进行钻研，整个系统从CPU到模拟放大器件以及显示和电源控制等诸多方面进行不断改进。对系统心电信号的放大、滤波、显示等硬件的低功耗设计进行研究，并且对嵌入式系统的初始化、LCD图形液晶显示器控制程序的开发、画点程序、写汉字程序、心电采样、显示、存储、回放等程序的开发进行深入研究。而且从系统的软件优化、数字滤波、模式选择、心率计算等方面作一定的研究。该系统在成都军区总医院高干病房进行临床试验，得到多位心脏病专家的肯定，具有较高的推广应用价值，是传统听诊器的替代产品。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRCT  5-6
第一章绪论  6-19
  第一节心电图的医学检测  6-14
    一、心电图的历史  6-7
    二、心电图产生的生理基础  7-8
    三、正常心电图波形及其分解  8-9
      1 心电图的基本波形:  8
      2 正常的心电图:  8-9
    四、几种常见的心电图检测方法  9-11
    五、心电波形检测所受的干扰  11
    六、心电图的导联种类及其连接方法  11-14
  第二节心音的医学检测  14-19
    一、听诊器的历史  14-15
    二、心音的形成及特点  15-16
    三、心音图的分类与医学价值  16-19
      1 心音  16-17
      2 杂音  17-18
      3 附加音  18-19
第二章心电听诊仪的硬件设计  19-38
  第一节技术指标和设计要求  19-20
    一、心电信号的技术指标  19
    二、心电听诊仪的技术指标  19
    三、心音信号技术指标和听诊器  19-20
  第二节系统硬件设计  20-38
    一、心电波形检测部分  21-25
      1 心电放大电路  21-23
      2 滤波电路  23-24
      3 心电电极的选择与排列  24-25
    二、单片机部分  25-28
      1 MSP430F149 MCU概述  25-26
      2 MSP430F149内部结构及工作模式  26-28
    三、显示部分  28-33
      1 HD61202的特点  29
      2 HD61202的引脚功能  29-31
      3 HD61202显示RAM的地址结构  31
      4 HD61202的指令系统  31-33
    四、电源部分  33-35
    五、信号干扰处理部分  35-36
      1 干扰源分析  35
      2 干扰处理方法  35-36
    六、微型化、低功耗设计  36
    七、仪器的外观与电路板设计  36-38
第三章心电听诊仪的软件设计  38-71
  第一节 IAR System Embedded Workbench开发环境  38-39
  第二节系统的初始化设计  39-49
    一、 LCD的初始化  40-42
    二、 A／D转换器的初始化  42-49
      1 控制寄存器ADC12CTL0和ADC12CTL1  43-47
      2 控制寄存器ADC12MCTLx和转换结果寄存器ADC12MEMx  47-48
      3 ADC12的中断标志位ADC12IFG和使能寄存器组ADC12IEN  48
      4 ADC12的中断向量寄存器  48
      5 ADC12初始化的软件实现  48-49
    三、 WDT看门狗定时器的初始化  49
  第三节 HD61202液晶控制器的编程  49-60
    一、屏幕点与存储器对应关系  49-50
    二、 LCD初始化程序  50
    三、左右区控制读写子程序  50-53
    四、画点子程序介绍  53-56
    五、汉字显示输出子程序  56-60
  第四节心电A／D采样软件的编程  60-63
  第五节心率的软件检测与识别计算  63-64
  第六节系统的节能控制编程  64-71
    一、 MSP430的各种工作模式  64-70
      1 活动模式(Active Mode)  65
      2 低功耗模式3(Low Power Mode 3---LPM3)  65-68
      3 低功耗模式4(Low Power Mode 4-LPM4)  68-70
    二、本仪器的工作模式设计  70
    三、本仪器的界面设计  70-71
结论  71-72
参考文献  72-74
致谢  74-75
发表论文  75-79

便携式超低功耗心电听诊仪的研制

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