51单片机实现的心电监护系统设计与应用

"基于51单片机的低成本心电监护系统设计" 本文介绍了一种基于51单片机，特别是C8051F320型号，设计的低成本心电监护系统。这种系统利用虚拟医学仪器的概念，通过集成少量的专业软硬件模块，实现了传统心电监护仪的功能，并且增加了额外的创新特性。系统的结构主要包括两个部分：以C8051F320单片机为核心的数据采集模块和PC机端的软件设计。 1. 数据采集模块： 这个模块是系统的核心，负责心电信号的采集与处理。C8051F320单片机内置的A/D转换器用于捕捉经过预处理的心电信号，这些信号随后通过USB总线传输到PC机进行进一步处理和显示。心电采集电路包括心电电极，用于获取人体的心电信号，以及一个基于AD620的前置放大器，该放大器具有高共模抑制比，能够有效降低干扰，如化学极化电压、工频干扰和肌电干扰。 2. 心电信号处理： 由于心电信号微弱且易受干扰，因此在信号采集后需要进行适当的信号处理。这包括采用带通滤波器和陷波电路来去除基线漂移、高频噪声和50Hz工频干扰。信号放大电路确保信号达到A/D转换器所需的适当范围，同时考虑到个体心电幅度的差异，设计了程控放大电路，并在前面设置了一个手动可调的放大电路以适应不同患者的需求。 3. PC机软件设计： 在PC机端，系统通过C8051F320单片机的USB主机API函数与LabVIEW软件结合，创建数据采集的图形用户界面。LabVIEW应用程序负责接收、显示和处理从数据采集模块通过USB接口发送的采集数据。USBXpress开发套件的API和驱动程序用于与底层USB器件的交互，确保数据传输的稳定性和实时性。 4. 总结： 本系统通过C8051F320单片机的高效处理能力，结合精巧的硬件设计和软件实现，成功构建了一个成本较低而功能完备的心电监护系统。它不仅具备传统监护仪的基本功能，还能够克服环境干扰，提供准确的心电信号监测，同时缩短了研发周期，体现了虚拟医学仪器的优势。 这样的系统对于医疗保健领域，尤其是基层医疗机构，有着广泛的应用前景，因为它降低了设备成本，提高了心电监测的可及性和便捷性。此外，系统的模块化设计也为未来功能扩展和技术升级提供了便利。