"FPGA实现心电信号采集和处理系统-毕设论文"

本篇毕业论文旨在设计并实现基于FPGA的心电信号的采集和处理系统，该系统可用于心脏生理功能变化信息的生物电信号监测和分析。心电信号作为一种重要的生物电信号，在临床医学中具有广泛的研究与应用价值。传统的心电图机虽然在临床上得到广泛应用，但其监测手段仍然需要贴附传感器到人体上，存在一定的干扰和不便利性。因此，本论文基于心震信号的检测装置，无需将传感器直接贴附人体，即可实现对心脏机械活动情况的无感觉监测。 本设计主要由信号采集模块和信号处理模块组成。信号采集模块由传感器电路、放大电路、滤波电路（包括低通、陷波和隔直电路）和供电电路组成。传感器电路用于获取心脏泵血活动所引起的人体震动信号。放大电路由前置放大电路和主放大电路构成，前置放大电路用于放大传感器电路中输出的有用差模信号，其输出采用逐级放大、滤波的方式，经过主放大电路，及由低通滤波器和陷波滤波器进行进一步处理，并通过隔直电路将信号中的直流分量滤除。信号处理模块由A/D转换模块、处理模块和存储控制模块组成。A/D转换模块采用SAR型A/D转换芯片，能够对采集到的模拟心震信号进行快速、精确地转换为数字信号。处理模块针对每个心跳周期内的信号进行分析，提取有用的特征参数，如心率、心跳幅度等，并可将这些数据通过存储控制模块存储到FPGA的RAM中，便于后续的数据分析和处理。 通过对心电信号的采集和处理，本系统实现了对心脏机械活动情况无感觉监测的功能。在设计实现过程中，本文采用了FPGA作为系统的核心处理器，其可编程性和并行性使得该系统具有高效、快速的信号处理能力。同时，在硬件电路设计和嵌入式软件算法优化方面，本系统充分发挥了FPGA的硬件并行处理和灵活性的优势，有效解决了心震信号微弱易受干扰难以测量的问题。本设计不仅实现了对心电信号的高效采集和处理，还优化了系统的性能和传输速率，为心脏疾病的早期诊断和预防提供了有力的技术支持。 在设计实现过程中，本文充分考虑了系统的可靠性和稳定性，针对心电信号的特点进行了充分的理论分析和实验验证，最终实现了符合临床应用标准的心电信号的采集和处理系统。因此，本系统具有良好的工程实用性和应用前景，对现代医学诊断技术的进一步发展和完善具有一定的促进作用。同时，本文所采用的FPGA技术也具有一定的推广价值，可应用于其他生物电信号的采集和处理系统中，为生物医学工程技术的发展做出一定的贡献。 综上所述，本文通过基于FPGA的心电信号的采集和处理系统的设计与实现，提高了心电信号采集的效率和准确性，为临床医学的心脏疾病诊断和监测提供了一种新的技术手段。该系统不仅能够无感觉地监测心脏机械活动情况，还能够对采集到的心电信号进行分析和处理，并能够将数据存储，为后续的数据分析和处理提供了便利。同时，本文所采用的FPGA技术也具有一定的推广价值，为未来生物医学工程技术的发展提供了一定的参考和借鉴。通过本系统的设计，为临床医学技术的完善和产品化提供了一种新的技术路径和思路。