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51单片机的心电信号采集处理系统+电路图+封装图(14)

时间:2017-01-13 13:02来源:毕业论文
图3.9 增益放大模块测试电路原理图 测试结果如图4.0所示。 图4.0 增益放大电路测试输出波形 由图4.0我们可知,输出波形的幅度是-2V~+2V,通过计算,我们可


 
图3.9 增益放大模块测试电路原理图
测试结果如图4.0所示。
 
图4.0 增益放大电路测试输出波形
由图4.0我们可知,输出波形的幅度是-2V~+2V,通过计算,我们可以得到
                    (1.6)
综上所述,我们的增益放大电路的仿真结果与设计相符。在前置放大模块中我们将信号放大了8倍,而经过滤波电路之后,我们又将信号放大了125倍,一共将信号放大了1000倍,符合我们的设计要求。
4.8     实物调试结果
在PCB板制作出来之后,我们进行了一系列的测试,对于心电的采集部分,我们最终决定使用医用电极,这样不但更加容易采集到信号,信号的质量也相对较高,医用电极如图4.1所示。
 
图4.1 医用心电采集电极
在这部分来验证本设计的正确性,根据设计的PCB封装,制作出电路板并进行焊接,得到心电采集部分和单片机部分的电路板如图4.2、4.3所示和图4.4、4.5所示。
 
图4.2 最终制作出的心电采集部分电路板
 
图4.3 最终制作出的心电采集部分电路板
 
图4.4 最终制作出的单片机部分电路板
 
图4.5 最终制作出的单片机部分电路板
USB模块主要是用于与上位机之间的通信,电平转换模块主要是下载程序所需,实际电路板如图4.6所示。
 
图4.6 USB模块和电平转换模块电路板
在实物做出来之后,我们首先对单片机进行测试,这时我们使用了烧写程序软件progisp,串口调试时我们使用了串口调试助手,主要是用来检查USB模块是否实现单片机与上位机的通讯,将我们的程序写入,而单片机是否工作正常,可以用串口输出连续信号,本设计使用了测试程序,实现的目标是单片机随着电位器的调节输出电压值,实现实时同学,测试结果如图4.7所示。
 
图4.7 单片机串口调试测试结果
根据前面的设计,我们使用医用心电采集的电极进行信号的采集,传输信号至单片机进行信号的处理并输出至上位机进行处理,首先,经过采集得出的信号如图4.8所示。
 
图4.8 心电采集部分采集到的信号测试图
放大后我们可以看到信号得到了有效的处理,如图4.9所示。
 
图4.9 放大后的心电采集测试图
在Lab VIEW部分,使用Lab VIEW之前,它的函数下的仪器I/O里的串口传输工具的时候,需要安装VISA(Virtual Instrument Software Architecture,简称为"VISA"。它是美国国家仪器National Instruments公司开发的一种用来与各种仪器总线进行通信的高级应用编程接口)软件包才能使用该功能,不然软件会提示错误,如图5.0所示。
 
图5.0 Lab VIEW中的VISA功能
我们制作了简易的上位机显示模块,主要功能是建立与硬件部分的连接,并且可以输出我们需要的波形,根据我们的需要,设立打开和关闭按钮,对接收到的信号有写入程序和停止写入部分,最后是读出部分,用来显示出我们需要的图形,Lab VIEW程序框图如图5.1所示。
 
图5.1 Lab VIEW中的VISA程序框图
根据我们的编程,我们可以设计出主面板控制图形用来监测数据结果,主面板如图5.2所示。
 
图5.2 Lab VIEW主面板设计
经过测量,我们得出输出电压幅度为2.46V,频率为1.34Hz,上升时间104ms,下降时间16ms,Ta为3560ms,Tb为2880ms,得出时间间隔为680ms,可以得出心跳频率为88-90次/min,由此可以得出我们所测得的实验结果确实为人体心电信号,由此证明我们所设计的方案可行并可以达到预期的效果。 51单片机的心电信号采集处理系统+电路图+封装图(14):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_2206.html
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