89C51单片机驱动的心电图数据采集系统设计

"基于单片机的心电图仪系统设计说明" 本文主要介绍了一种基于89C51单片机的心电图仪系统设计方案，该系统旨在满足高精度、高稳定性、高输入阻抗、高共模抑制比以及低噪声和强抗干扰能力的要求，以准确捕捉和处理微弱的心电信号。 首先，文章提出了三种设计方案。方案一是使用模拟分立元件，虽然能够产生心电波形，但由于元件大小、参数依赖以及易受外部干扰影响，导致精度低、抗干扰能力弱且成本较高。方案二是以89C51为核心，配合INA128芯片和多级运放电路，但共模抑制比和精度不足，输出存在毛刺。最后，方案三被选中，它采用89C51单片机与高性能的AD620运算放大器作为前置放大器，简化了电路结构，提高了放大倍数和共模抑制比，同时通过A/D和D/A转换，确保了输出波形的失真小，更适合实际应用。 系统原理图中，关键模块包括： 1. 导联选择模块：利用CD4051作为多路模拟开关，由单片机控制，可以根据需要选择不同的心电信号通道。 2. 前置放大模块：AD620作为前置放大器，它对于心电数据采集至关重要，能够将微弱的心电信号放大，同时保持高输入阻抗和良好的共模抑制比，减少噪声和干扰的影响。 3. 滤波模块：未在摘要中详细描述，通常包括带通滤波器和陷波器，用于去除心电频率范围外的干扰信号，特别是50Hz工频干扰和肌电信号。 4. A/D转换模块：89C51单片机与高速ADC相结合，实现模拟信号到数字信号的高精度转换，确保数据采集的准确性。 5. 数据存储与处理模块：单片机处理转换后的数据，可能包括数字化存储、数据分析和异常检测等功能。 6. D/A转换模块：将处理后的数字信号转换回模拟信号，以便在示波器上显示或进一步分析。 7. 控制模块：单片机负责整个系统的协调与控制，包括导联切换、数据采集速率调整、信号处理算法的执行等。 这种基于单片机的心电图仪系统设计具有高度集成、灵活性高和成本效益的优点，适合临床和便携式医疗设备应用。通过优化硬件参数和软件算法，可以进一步提升系统的性能，满足不同场景下的心电监测需求。