目录摘要第一章绪论…………………………………………第二章工作原理……………………………………§2.1 总体设计…………………………………§2.2 心电信号的检测及采集……………………第三章原理设计与方案论证………………………§3.1 高频滤波电路………………………………§3.2 心电信号放大电路…………………………§3.3 陷波电路…………………………………§3.4 AD转换……………………………………§3.5 存储器………………………………………§3.6 程序设计……………………………………第四章器件介绍………………………………………§4.1 生物电引导电极……………………………§4.2 仪表放大器AD623……………………………§4.3 AD转换器ADC0809……………………………§4.4 LM324 ………………………………………§4.5 AT24C64 ……………………………………§4.6 DA转换器 DAC0832……………………………§4.7 MCS-51 ………………………………………第五章信号干扰及其预防措施………………………总结……………………………………………………致谢……………………………………………………参考文献…………………………………………………附录…………………………………………………附录一……………………………………………………附录二……………………………………………………1 2 2 2 5 5 5 7 9 10 10 14 141415 181819202526272829 29 32摘要本论文介绍了一种体积小巧的心电检测仪的设计过程。
此仪器由于具有存储心电信号和回放心电信号的功能。
因此出于体积方面的考虑，仪器主要选择了体积小，功耗低的器件。
例如：小体积的仪器放大器AD623和I2C总线结构的EEPROM AT24C64。
控制部分选用技术成熟的MCS-51系列的微处理器，此处理器功能强大，还具有节电功能。
心电信号的最高频率为125Hz。
根据采样定理，采样频率应大于250Hz，在此设计中采样频率为250Hz，所以AD转换器选用了速度更快的逐次逼近式AD转换起ADC0809。
DA转换器为DAC0832，它的分辨率与ADC0809相同都是8位的，电流输出稳定时间为1µs，完全符合系统的要求。
EEPROM AT24C64的存储容量达8K字节，在250Hz采样频率的情况下可存储30s左右的心电信号。
该心电检测仪，性能稳定，抗干扰能力强，完全能够满足一般的家庭应用，具有广阔的市场前景。
关键词：心电检测 50Hz陷波器 AD转换器 DA转换器仪表放大器AbstractThis paper introduce one small and exquisite heart electric design process of detector.This instrument stores the electric signal of heart and goes back to rest assured about the function of the electric signal. In consideration of volume, the device has been chosen mainly smallly, the device of the low power dissipation. For example: Small instrument amplifier AD623 and I2C bus EEPROM AT24C64 of structure of volume.The microprocessor selecting MCS-51 series with ripe technology for use partly, this processor is powerful, and is economize on electricity functions to have also. The supreme frequency of the electric signal of heart is 125Hz. According to the theorem of sampling, sampling frequency should be greater than 250Hz, in this design sampling frequency is 250Hz, so AD converter has selected approaching type converter ADC0809 of AD one by one more quickly of speed for use. DA converter for DAC0832, resolution ratio of 8 bit, electric current output steady time 1 μs, totally accord with the systematic request. The memory capacity of EEPROM AT24C64 reaches the byte of 8K, can store about 30s of electric signals of heart in case of 250Hz sampling frequency. This electric detector of heart, performance is steady, anti-interference ability is strong, the family application that can be satisfied and general, have wide market prospects.Keywords: The heart electricity measuring 50Hz falls into the wave device AD Converter DA Converter Instrument amplifier第一章绪论生物电现象是生命活动的基本属性，几乎在机体的一切生命过程中都伴随生物电的产生。
人体的各种生物电的研究、记录已经成为了解人体各器官的功能、临床诊断、治疗的可靠依据。
心血管疾病是一种较为普遍的疾病，而且以上升为人类死亡的第一疾病，因此，随着生活节奏的加快，生活水平和健康意识的提高，人们需要随时对心脏进行健康监护并且能在比较危急的情况下进行及时的诊治；同时，如果长期住在医院里面进行监护和治疗，那样花费高而且也给医院带来了不小的门诊压力。
心电检测仪是诊断心脏病的重要仪器之一，目前市场上有多种心电检测仪，但是这些心电检测仪都不太适合在家庭中使用。
为此，一种能够在家庭中应用、操作简单、价格便宜的低功耗家用电检测仪的设计方案应运而生。
众所周知，随着科学技术的发展、人类社会的进步，全球医疗仪器的发展也是日新月异。
21世纪的医疗行业主要呈现以下两个特点：第一、未来的医疗世界，主要的代表产品是纳米机械元件、随身佩戴式化学感测器、居家保健应用医疗器材等。
第二、信息与医疗技术紧密地结合在一起。
家用心电检测仪的设计正是顺应这两个大趋势。
另外，从过去SARS病毒爆发来看，它不仅席卷了全国大多数省份，而且给许多人带来了心里的恐慌，可以预计，它将会推动居家保健应用医疗器材的发展。
因此，家用心电检测仪在国内外都是一种新型产品，具有极大的市场发展潜力。
第二章工作原理§2.1总体设计为了实现心脏的"健康监护"和"家庭门诊"，该家用心电检测仪具有以下基本功能：●抗干扰能力强；●操作简单；●体积小，重量轻，携带方便；●可随时存储心电信号；●可多次、重复输出心电信号；●利用外部存储器将需要存储的心电信息保存以便日后作为诊治参考；§2.2心电信号的检测及采集下面以信号的流程为顺序，说明各部分电路的原理和功能。
各部分的具体原理图见附录一。
框图如图2-1所示：图2-1心电检测仪器框图高频电磁波会对心电检测产生高频干扰，为了减少和避免干扰，除了在导联线外包一层金属屏蔽网，还在心电检测的输入部分设计了高频滤波电路。
心电信号通过电极及高频滤波电路，滤去高频干扰，进入信号放大部分。
由于电极板与人之间存在极化电压，如果它与心电信号同时进入放大器的话，将会使放大器进入饱和或截止状态，这样就不能对心电信号进行放大了，所以在放大器的输入的端还有一个隔直电容，大小为4μF。
心电信号幅值在0.05～4 mV之间，为了满足AD转换的要求，放大器的放大倍数设1000倍，增益与电阻RG 的关系式：GRKVAΩ+=1001。
这样放大后的心电信号的最高幅度达4V。
心电信号放大的同时公频干扰信号也被放大了，心电信号就迭加在50Hz的公频干扰中。
为了滤除公频干扰，在放大电路的输出端加了一个50Hz陷波电路。
陷波电路采用有源双T型，此电路具有元件少，易调试等优点，具体的电路和原理在下一章有详细的介绍。
没有公频干扰的心电信号，进入AD转换部分。
心电信号频率在0.05～125Hz，根据采样定律，采样频率不得低于250Hz，在本设计中采样频率为250Hz，即采样间隔为4mS。
AD 转换、数据存储、DA转换都是由微处理器MCS-51来控制的，每进行一次AD 转换，就将当前数据保存在数据存储器AT24C64里。
当存储器写满后，停止AD转换。
在键盘控制电路中有两个按键，其中一个是用来发送再次进行AD 转换命令的，另一个发送DA转换命令。
DA转换一直重复反复的执行直到再次发出AD转换的命令。
第三章原理设计与方案论证§3.1 高频滤波电路高频电磁波会对心电检测仪产生高频干扰，为了减少和避免干扰，除了在导联线外包一层金属屏蔽网，还在心电检测仪的输入部分设计了高频滤波电路。
典型的高频滤波电路如图3-1所式。
图3-1高频滤波电路高频电路有R1，C1；R2，C2组成。
因为心电检测仪心电放大器有两个输入端，所以有两个高频滤波器，它们由A点接地。
RA 和RB是前置放大器的输入电阻。
当频率很高时，干扰信号绝大部分降落在R1和R2上，几乎不能输入到前置放大器。
§3.2 心电信号放大电路进行心电测量时，常常要求在若干个测量点中对任意两点间的电位差作多种组合测量，即对两点间的电位差进行放大。