基于单片机的简易人体心率仪设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着生活水平的提高，健康问题引起人们高度重视，尤其是对心脏疾病方面，近几年，因心脏疾病突然猝死的事件屡见报端。

谈到心绞痛、心律不齐、房颤这类心脏问题，许多人似乎都能对号入座。

生气时心脏难受，高兴时心脏也难受；运动快了心脏吃不消，不运动心脏也受不了。

2. 课题关键问题和重难点

心脏跳动产生的电信号，使身体的不同部位的表面发生电位变化，将其记录下来即可得到心电图（electro cardiograph，ecg）。人体心电信号的幅值约为20μv-5mv ,频带宽度为0.05-100hz，心电信号源阻抗为1-50kΩ。这三组参数是设计心电图仪的主要依据。由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，测量条件较为复杂，为了不失真的检出有临床价值的干净的心电信号，往往心电数据采集系统在较强的噪声背景下，通过电极将微弱的心电信号监测出来，经过放大、a/d转换后送入单片机处理后再显示。心率仪设计框图如下：

主要难点有：

（1）心电信号采集部分设计

3. 国内外研究现状（文献综述）

心电信号是心脏电活动的一种客观表示方式，是一种典型的生物电信号，具有频率、振幅、相位、时间差等特征要素，比其他生物电信号更易于检测，并具有一定的规律性。自1903年心电图引入医学临床以来，无论是在生物医学方面，还是在工程学方面，心电信号的记录、处理与诊断技术均得到了飞速的发展，并积累了相当丰富的资料。当前，心电信号的检测、处理仍然是生物医学工程界的重要研究对象之一。

随着电子与信息技术的不断发展及其在医疗系统中应用的深入，世界各地尤其是欧美国家相继提出了心电检测设备的小型化、家用化要求和建立远程医疗体系的设想。从1980年代开始，国外开始建立以电话线路传输心电信号的心电图监测中心，随后又出现了以数字式电话传输心电图信号的研究。国内在这方面的研究晚于西方国家，一个总的特点是起步晚，起点高。但随着中国经济的快速发展，人们对健康的重视程度越来越高，对健康监护产品的需求量也稳步提升。

人体心电信号的主要频率范围为0.05hz~100hz，幅度约为0~4mv，信号十分微弱。由于心电信号中通常混杂有其它生物电信号，加之体外以50hz工频干扰为主的电磁场的干扰，使得心电噪声背景较强，测量条件比较复杂。为了不失真地检出有临床价值的干净心电信号，往往要求心电数据采集系统具有高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比、低噪声及强抗干扰能力等性能。

4. 研究方案

（1）心电信号采集部分设计

采用采样电极进行心电信号的采集，采样准确度高，信号明显。

（2）心电信号放大部分设计

5. 工作计划

第1周：开题报告；布置的翻译完成，理论复习以及电路图设计软件protel的使用。

第2周：运用protel设计电路完成电路原理图设计，pcb设计，制作电路板。

第3周：焊接调试硬件电路。