基于单片机的心音数据采集系统设计 摘要: 在心音信号的模拟处理设计中，综合采用了各种抗干扰措施，以得到清晰稳定的心音信号。在串口数据传输中，为提高可靠性和速度，采用了USB技术，并对收到的数据作了去毛刺滤波处理。在心音信号处理程序的设计中，利用了Visual C++的各种组件，并采用了多线程技术。最终完成的科研样机较好地实现了所要求的功能。
关键词: 心音信号 Visual C++ 单片机 串口数据
1 引言
1.1 心音研究的意义及发展方向
心音是人体最重要的生理信号之一，是临床评估心血管系统功能状态的一种基本方法，是心脏及大血管机械运动状况的反映。在一些心血管疾病尚未发展到足以产生病理形态学改变及临床症状以前，心音中出现的杂音和畸变是重要的诊断信息，可以通过对这些病理特征进行分析而提前对疾病进行预防。因此，进行心音分析具有重要的意义。
1.2 心音在人工心脏瓣膜无创伤检测中的应用
自20世纪70年代以来，人工心脏瓣膜的应用越来越广泛。但是存在的一个主要问题是这种移植的瓣膜的寿命不长（7-12年）。形态学研究表明，导致瓣膜疲劳的主要因素是瓣膜中钙的沉积，瓣膜钙化使其硬化和变狭窄。由于瓣膜的性能下降不可避免，因此发展一种非侵入性的、灵敏度高的评估方法，对瓣膜结构和功能进行周期性监测是必需的。Stein[1]等强调利用瓣膜的关闭声音的频谱来探测瓣膜的退化程度。结果表明，当瓣膜钙化和变狭窄后，生物瓣膜关闭声音的主频有向高频方向变化的趋势。最近的研究中，Durand[2]等利用Gaussian-Bayes模型设计了一种模式识别算法，进行瓣膜退化的自动探测。通过对从瓣膜关闭声音（对应第一心音）的频谱中提取的9个特征向量，进行瓣膜状态的分类识别，74%的瓣膜状态被正确分类。Stein[3]等结合瓣膜关闭声音的主频，以及从瓣膜关闭声音的频谱中提取出的另外9个特征向量对瓣膜状态进行分类，结果显示这可以显著的提高对瓣膜状态的分类能力。此外，L.Durand[4]等则研究了不同的模式识别方法对瓣膜状态分类能力的影
响。 毕业设计说明书目录
1 引言-----------------------------------------------------------------------1
2 方案论证----------------------------------------------------------3
2 方案一--------------------------------------------------------3
2.2方案二--------------------------------------------------------------3
2.3 电源电路设计和论证------------------------------------------------4
2.3 方案一 -----------------------------------------------------4
2.3 方案二 -----------------------------------------------------4
3.各电路设计和论证 --------------------------------------------------------4
3.1 心音数据采集硬件电路的设计 --------------------------------------5
3.2 心音传感器介绍和选型----------------------------------------6
3.3 高性能C8051F020单片机-------------------------------------------7
3.4 串行通信电路 -----------------------------------------------------7
3.5 高通滤波电路------------------------------------------------8
3.6 电平迁移和50Hz陷波电路-------------------------------------8
3.7低通滤波和主放大电路-----------------------------------------8
4. 软件设计---------------------------------------------------------9
4.1程序流程 --------------------------------------------------9
4.1.1系统主程序流程图----------------------------------------------------------------10
4.1.2各子程序流程图-------------------------------------------------------------------11
4.2程序------------------------------------------------------------------------------------15
4.2.1主程序-------------------------------------------------------------------------------15
4.2.2各子程序----------------------------------------------------------------------------40
5. 软硬件系统的调试------------------------------------------------43
6．附录-------------------------------------------------------------44
7． 参考文献------------------------------------------------------- 9.参考文献
1．于云之,聂邦畿.心音的临床意义及研究现状.现代医学仪器与应用,1997.9.
2．吴延军.徐泾平.赵艳.心音的产生与传导机制.生物医学工程杂志,1996.3.
3．张嘉,许昭辉,徐晓璐,杨慧中.心音示波仪在心音听诊教学中的应用.中国高等医学教育,1998.9.
4．刘雅言.于家艳.董向明.压电薄膜型心音传感器.传感器技术,1998.6.
5．肖仪华.裴驭力等. 基于笔记本计算机的心音分析仪.北京生物医学工程,1991
6．李叶紫，胡辉， MCS-51单片机应用教程．北京：清华大学出版社，2004
7．李珍，付植桐，单片机原理与应用技术．北京：清华大学出版社，2003
8．陈梓城，电子技术实训．北京：机械工业出版社，2002
9．李朝青，单片机原理及接口技术．北京：北京航空航天大学出版社，1998
10．何立民，单片机应用技术大全．北京：北京航空航天大学出版社， 199411。李华，MCS-51系列单片机实用接口技术．北京航空航天大学出版社， 1993 12。张毅刚，单片机原理及接口技术．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，199013。谭浩强，单片机课程设计．北京：清华大学出版社，1989
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