基于MSP430F149的简易心电图仪设计【开题报告】

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1、毕业设计开题报告电气工程与自动化基于MSP430F149的简易心电图仪设计一、选题的背景与意义课题来源：随着生活水平的显著提高，人们对健康的关注越来越高了。无论是饮食、家居环境、生活习惯等方面，还是心理、生理方面的健康，人们都投注了很多的目光，越来越多的人希望能够通过简便的方式知道基本的身体状况。因此各类人体生理监护仪开始出现并呈不断的增多的趋势。心血管疾病是一种常见多发慢性疾病，由于病情隐蔽、发展危险性高等特点，使得心血管疾病成为死亡率最高的疾病之一，为当今社会的第一大健康杀手，及时发现和预防在减少心血管疾

2、病危害中极为重要。而心电图则是治疗此类疾病的主要依据，但是目前由于心电图仪的应用场合的限制和仪器的价格昂贵，使得病人得不到实时监控，这对病人的病情诊断和治疗是极为不利的。因此，发展一种具有低功耗、便携式、低成本的心电图仪具有重要的意义和广阔的应用前景，其既能够为临床治疗提供有价值的诊断资料，同时对心脏疾病的早期预防和心脏功能的评估也非常有益。国内外研究现状：由于心电图已经应用于各个层次的医疗机构的临床和科研中，特别是人们对其的深入认识和广泛用于临床的各个疾病。由于心电图仪的非创伤性和多功能化，使心电图不局限与

3、心脏疾患的范围，而且可用于临床电解质检测，非心脏病的鉴别诊断等。随着人们生活节奏的加快和生活方式的改变，心血管疾病的发病率不断上升，心电图也在今后相当长的时间内更为重要。心电图仪正朝着便携式，低功耗，多通道，数字智能型，网络共享等方向发展。目前国内各大医疗器械厂商和科研单位都在心电图仪的开发上投入了大量的资源，并且都研发出了各具特色的心电仪产品，但是此类心电图仪还是没有得到很好的普及，究其原因，作者认为存在以下几个方面：体积笨重、不便于携带很难在急求状态下及时进行心电监护工作，而且这些心电图仪产品价格都十分昂

4、贵，只有一些有实力的医院才有能力购买，对于一些规模有限的医疗机构或者个人则是沉重的负担，没有得到良好的普及。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：研究的基本内容：1、主控模块：以TI公司的MSP430F149单片机做一个最小系统，该单片机是超低功耗的微控制器，有活动模式(AM)和5种低功耗模式(LPM0～LPM4)，可灵活实现低功耗操作；供电电压范围为1.8～3.6V，能更好的适应电池直接供电，而且内部集成12位ADC。2、心电信号采集处理模块：通过电极，将微弱的心电信号通过放大、滤波等处理，最后将模拟信号送

5、入单片机A/D转化成数字量。3、LCD液晶显示：在LCD液晶上实时显示心电图。4、存储回放：将心电信号存储于单片机，并可手动控制回放心电图。拟解决的主要问题：1、低功耗设计：（1）系统在睡眠状态时，电池仅向单片机供电，电源芯片停止工作，所有的外围器件均处在断电状态，此时单片机工作在超低功耗的LPM3方式。（2）系统CPU在睡眠时，外部低频晶振依然正常工作，DCO振荡器停止工作，单片机的功耗在1uA以下。系统采用中断唤醒，唤醒后DCO振荡器建立正常工作时间小于6uS，远小于外部的晶振的启振时问，这一过程的功耗也

6、远低于外部晶振的启振。对于频繁唤醒的系统节省功耗是非常明显的。（3）MSP430内部集成的模块开启后也消耗电流，尤其是ADC、参考电压以及输出状态的I／0口，因此，只有在进入温湿度采集程序的时候，才把ADC和参考电压打开，数据采集完毕后，在ADC中断服务子程序中关闭ADC和参考电压。不使用的I／0口的功能设定为输入，需要与外围器件通信时再设定为对应的输出或输入功能。2、心电信号处理：选择合适的心电信号放大器，抑制共模干扰，；选择合适的放大倍数，使心电信号在0~3V之间；设计合适的有源滤波器，使心电图仪的高频响

7、应达到要求；设计50HZ陷波电路，降低输出噪声。三、研究的方法与技术路线：本课题的设计主要包括两个部分：硬件设计和软件设计。a)硬件设计本课题基于单片机系统的简易心电图仪，可通过电极对心电信号进行检测，通过心电图信号处理电路对信号进行放大、滤波处理，接着通过单片机AD，对心电信号进行采集，最后通过LCD显示回放心电图。系统的硬件整体框图如下所示：a)软件设计本课题拟采用MSP430F149单片机进行处理分析，对采集信号进行即时显示，还可对所测的心电图进行存储，具有回放功能。系统的软件整体框图如下所示：本设计能

8、检测人体心电图功能，具有实时测量及显示的功能，可将测得的数据存储于flash中，并可回放显示。本设计轻便小巧，功耗低，适合家庭或户外急救等使用。同时，如果能将无线模块集成到该仪器中，可以实现这些心电图的传输，达到对病危病人的远程看护。四、研究的总体安排与进度：1、10.12.15－10.12.31：前期项目准备，资料查找，研究各个芯片的使用方法，电路设计，画出开发板的PCB，基本跑通MS430PF1