STM32驱动的心电图仪设计：便携式心电监护系统

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于STM32微控制器的便携式心电图仪的设计与实现。论文作者通过使用STM32F103VC芯片，设计了一个包含心电采集、分析处理系统，包括信号采集、A/D转换、滤波、存储、通信和显示等功能。在硬件方面，论文重点介绍了心电采集电路，采用了精密仪表放大器、右腿驱动电路、高通和低通滤波电路等，以减小噪声和干扰。在软件方面，使用IAR Embedded Workbench for ARM和C语言进行编程，实现了信号采集、滤波、显示、存储和数据上传等功能，并通过MATLAB验证了滤波算法的有效性。此外，系统还具备通过RS232串口与上位机通信的能力，上位机软件使用VC++6.0和MFC开发，提供数据处理与分析功能。" STM32知识点详解: 1. **STM32系列微控制器**: STM32是由意法半导体（STMicroelectronics）推出的基于ARM Cortex-M内核的微控制器系列。在这个案例中，使用的是STM32F103VC型号，它属于STM32F1系列，采用32位Cortex-M3内核，特点是低成本和低功耗，适合于嵌入式应用，如便携式医疗设备。 2. **心电采集电路**: 心电图仪的关键在于正确提取心电信号。论文中使用了精密仪表放大器作为主要元件，这种放大器能够提供高输入阻抗，低噪声，适合处理微弱生物信号。此外，还设计了右腿驱动电路以消除基线漂移，以及高通和低通滤波电路，以去除高频噪声和低频漂移，确保心电信息的准确提取。 3. **A/D转换**: 心电信号的数字化是通过A/D转换器实现的，将模拟信号转化为数字信号，以便由STM32处理器进行后续处理。STM32内部通常集成了A/D转换器，简化了硬件设计。 4. **滤波算法**: 论文中提到了利用MATLAB验证滤波算法，最终选择了简单整系数滤波器，这种滤波器设计简单，可以有效地抑制噪声和干扰，提高心电数据的信噪比。 5. **串口通信**: STM32支持多种串行通信接口，如UART（通用异步收发传输器），用于通过RS232串行口与上位机通信。这使得数据能够实时发送到计算机进行进一步分析。 6. **文件系统和SD卡**: 系统利用SD卡存储心电数据，并建立了文件系统，这允许长时间记录和存储大量数据。STM32的文件系统接口可以方便地访问和管理SD卡上的文件。 7. **软件开发工具**: 使用IAR Embedded Workbench for ARM作为嵌入式开发环境，它提供了C/C++编译器、调试器和其他工具，方便进行STM32应用程序的开发。同时，上位机软件开发使用VC++6.0，结合MFC（Microsoft Foundation Classes）库构建用户界面，提供数据分析和显示功能。 通过上述技术，该系统能够实现便携式、实时的心电监测，满足临床和家庭健康监测的需求，同时具备与上位机交互的能力，增强了系统的功能性和实用性。