本帖最后由 xzezhen 于 2013-10-15 21:14 编辑
详细申请理由:
1、设计要点:人体心电信号是生命体征中重要标志之一,有效提取生命体征数据,对病伤者救治过程具有重大意义。而传统上的心电监护仪和家用医疗设备等具有价格高、体积大、功耗大等特点,难于普及到消费者中。本设计将描述一种以实用性为基础,以低价格、低功耗、高可靠性为主要设计理念,探究采集人体心电信号的方法。以新唐ARM Cortex-M0:M058S 32位微控制器为核心的检测装置设计 ,并给出本设计的软硬件系统结构,检测结果利用LCD实时显示波形信号,完成项目的初步设计。
2、设计原理:
心脏周围的组织和体液都能导电,因此可将人体看成为一个具有长、宽、厚三度空间的容积导体。心脏好比电源,无数心肌细胞动作电位变化的总和可以传导并反映到体表。在体表很多点之间存在着电位差,也有很多点彼此之间无电位差是等电的。心脏在每个心动周期中,由起搏点、心房、心室相继兴奋,伴随着生物电的变化,这些生物电的变化称为心电。人体表面存在不同点之间的电位差,通过采集这些电位差就可以绘制出心电图来。
3、设计方案
以新唐Cortex-M0为核心的便携式心电设备具有的优势:
(1) M058S内设高达50MHz的32位Cortex-M0 CPU,对采集到的心电信号能够进行快速数字处理。
(2)内设8通道的12 位高性能的ADC模数转换,不再需要考虑采集信号是精度的问题,就可以实现模拟信号转换成数字信号。
(3)范围较宽的工作电压2.5~5.5V,兼容性强。多达55个I/O并将功能复用及极大化,不需要考虑IO口不够用带来的烦恼,让本设计变得更加灵活,效率提高。
(4)M058S内建高精准度RC振荡电路、内建32位乘法器、巢状中断控制结构NVIC、32 KBytes程序闪存(Flash ROM) 、独立4 KBytes在线升级闪存(ISP ROM)、4 KBytes数据存储器(RAM);周边整合1组UART、1组SPI、2组I2C、4组32位定时器(Timer)、看门狗(Watchdog Timer)、低压重置、掉电检测功能等。丰富的外设和低成本是便携式医疗设备普及的重要因素之一。
(5)开发工具方面,新唐提供易于操作、功能完备的NuTiny-SDK-M058S软硬件开发环境,开发软件可使用IAR EWARM 或Keil™ RVMDK来进行,硬件则可以使用M058S Tiny Board来完成。此外,客户尚可搭配新唐提供之专属 ISP(In System Program)或 ICP(In Circuit Program),透过在线或脱机刻录,直接对产品做在线更新,增加生产的灵活度与便利性。这不但提高设计效率,还缩短了工程开发。
新唐ARM Cortex-M0:M058S 32位微控制器具有实用性强、功耗低和功能强大等在需求上不但满足了本设计的条件要求,而且其低廉的价格优势、功能强大、高可靠性、快速开发应用缩短了项目研发周期。是本产品设计的最佳解决方案。
4、设计框图
图(1) 基于新唐M058S的便携式心电设计框架图
个人补充说明:本设计能比较好地完成了预期的设想,并初步实现了人体心电信号的前端放大电路设计,完成了硬件系统初步调试。经实验测试结果证明,本设计具有充分可行性和实用性。 |