基于arm体系结构的心电数据采集系统的研究

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1、中文摘要摘要心电监护仪是现代临床医学中不可或缺的辅诊仪器，通过对心血管病人和危重病人实施长时间不间断的监护，为疾病的诊断、分析、治疗和研究提供重要的依据。心电数据采集系统是心电信号从人体体表进入计算机（指广义上的计算机，包括所有处理器）的必要通道，将直接影响后续的信号处理。由于心电信号会受到各种电磁干扰以及电路本身噪声的影响，所以如何有效抑制各种干扰和噪声、提高信号的完整性，是心电数据采集系统研究的重点和难点，也是本文研究的切入点。ARM是20世纪90年代初才出现的嵌入式微处理器，经过ARM公司10多年的研发，并将内核设计标准出售给芯片生产厂家，如At

2、mel、Intel、SAMSUNG、PHILIP等，这些厂家研发出各种应用目的的基于ARM体系结构的嵌入式微处理器。目前ARM已经成为嵌入式微处理器家族中的主力成员，在高低端嵌入式产品中占有很大市场份额，可以毫不夸张的说，基于ARM体系结构的嵌入式产品遍布生产、生活和学习的各个角落，21世纪将是ARM大放异彩的世纪！本文提出了将高端ARM处理器芯片AT91RM9200应用到心电监护仪中，设计了基于ARM体系结构的心电数据采集系统。本文首先论述了课题研究的意义，并详细的介绍了心电监护仪的发展历史、分类以及现代心电监护仪的特点。接着介绍了本文采用的关键性技

3、术：嵌入式技术和数据采集技术。系统的阐述了嵌入式系统的基本概念、特点、嵌入式操作系统、嵌入式微处理器、ARM处理器以及现代嵌入式系统的应用领域以及现代数据采集系统的特点、基本构成、微弱信号的检测技术。然后从生理学和电生理学的角度，分析了心电信号的特征波形以及各个波形之间的时间关系。接着讲述心电信号的干扰和噪声以及如何抑制这些干扰和噪声信号。ARM体系结构是本文研究的重点，在第3章作了深入研究。首先概述了嵌入式微处理器的分类，重点介绍了ARM处理器的种类及其产品；然后详细探讨了AT91RM9200微处理芯片的内核、处理器模式、寄存器组、存储系统、寻址方式

4、以及中断模式等；最后探讨了嵌入式系统的开发模式，主要从开发流程和开发特点两方面来论述。硬件平台的设计和开发是本文研究的核心内容，本文将整个心电数据采集系统的电路设计分成两大模块－采集电路和处理电路，分两章分别详细论述。采集电路包括前端放大电路和右腿驱动电路设计、主放大和滤波电路设计（包括高通I重庆大学硕士学位论文滤波电路、二阶低通滤波电路、双T有源陷波电路的设计）、电平抬高和过压保护电路设计、数据转换电路设计以及PCB设计和硬件调试等；处理电路设计包括电源管理模块设计、AT91RM9200系统电路设计、存储器电路设计、以及以太网接口电路设计、LCD接口

5、电路设计、USB鼠标键盘接口电路设计等。软件设计和移植与硬件平台不可分割，共同组成嵌入式系统。带有操作系统的嵌入式系统软件包括引导程序、嵌入式操作系统、文件系统和应用程序几个部分。本文系统讲述了如何在硬件平台上开发这些嵌入式软件，并详细给出了移植这些代码的过程。本文在重庆大学医院做了实验，取得了预期的效果，并在最后一章附上了实验现场的图片并对实验结果作了必要的论述，提出了进一步研究的设想。关键词：ECG，ARM，数据采集II英文摘要ABSTRACTElectrocardiographmonitor(ECGmonitor)isanimportantacc

6、essorialdiagnosticimplementofmodernclinicaliatrology.Onmonitoringthepatientwhohasheartdiseaseorotherseriousillness,itcanprovideimportantreferencetodiagnose,analyze,treatandresearchtheillness.ECGdataacquisitionsystemisthenecessarychanneltoacquireECGsignalfromthesurfaceofthebodyto

7、computer(includingallkindsofprocessors).Itwilldirectlyeffectthesignalprocessingfollowed.SincetheECGsignalwillbedisturbedbyelectromagneticinterferenceandcircuitnoise,itisimportantfortheECGdataacquisitionsystemtorejecttheseinterferenceandnoiseandincreasesignalintegrity.Thispaperdo

8、essomeresearchinthisfield.ARMistheembeddedmicro