文档介绍：重庆大学
硕士学位论文

姓名:焦志锋
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:秦树人
20050501
中文摘要
摘要
心脏病是威胁人类健康的主要疾病之一,因此研制高性能的心脏检测设备对
于心脏疾病的诊断和治疗具有十分重要的意思,心电图是一项常规心脏疾病检查
手段,对标准 12 导联心电信号的同步采集和方便快捷的传输数据是目前心电图仪
的发展方向。
本文介绍了标准 12 导联心电图仪的设计,包括硬件和软件设计,使用
接口实现与主机的通信,这是一种能够方便、快捷的实现对标准 12 导联心电信
号同步采集的心电图仪,是心电诊断系统的硬件部分,主要分为三部分:前置放
大部分、模数转换部分和 USB 控制器。
前置放大部分主要是实现对心电信号的放大和滤波,由于心电信号本身很微
弱,并且常常伴随有各种干扰,所以前置放大部分在心电数据记录仪的设计中有
很重要的地位,此部分的任务就是滤除心电信号中的各种干扰,并将微弱的信号
放大到 A/D 的允许输入范围之内。
模数转换部分实现模拟信号向数字信号的转换,这里使用 Sigma-Delta 转换器,
因为其使用了过采样、噪声成形、数字抽取滤波等技术,使其可以以较低成本实
现高分辨率,并且易于与数字信号处理系统单片集成,无须采样-保持电路,对输
入端抗混迭滤波器要求很低等,这里使用 AD7716 构建一个 12 通道数据采集系统,
分辨率为 22 位。
USB 总线是一种星型总线结构,具有热插拔、速度快、即插即用、独立供电
和良好的兼容性的特点,本文的 USB 接口控制器使用 Cypress 公司的 CY7C68013,
Cypress 为该系列的 USB 控制器提供了一整套的开发工具,包括硬件、固件和驱动
程序的开发,这使得软硬件的开发周期大大缩短。
本系统利用了 USB 接口,可以方便地接入到计算机;实现对标准 12 导联 ECG
信号的同步采集,可以更全面、详尽地了解心脏的状况,更有利于对心脏疾病的
诊断和监测。
关键词:12 导联心电数据记录 USB Sigma-Delta
I
英文摘要
ABSTRACT
The cardiopathy is one of the most dangerous diseases which threaten the human
health, so it is very significant to develop a high performance heart examining system
which can diagnose the heart trouble and cure it in time. The electrocardiogram (ECG)
is a routine checking means to heart diseases, and to sample the standard 12-lead ECG
signals and interface to host easily and rapidly is the future of the electrocardiograph.
This paper is to introduce the development of the standard 12-lead ECG data
acquisition instrument, meanly about the design of hardware and software, with the
USB as the interface municate with the PC. The instrument is an
electrocardiograph that can synchronously sample the standard 12-lead ECG signals
easily and rapidly with high resolution, and it is the hardware part of the ECG
diagnosing system. It can be divided into three parts: pre-amplifier, A/D, and USB
controller.
The pre-amplifier segment is meanly to amplify and filter the ECG signals. This part
is very