心音信号采集显示系统设计

浙江万里学院本科毕业设计(论文)(2015届)论文题目心音波形采集与显示系统设计(英文)ThedesignofheartsoundwaveformacquisitionandDisplay所在学院电子信息学院专业班级电子信息工程116学生姓名xx学号指导教师职称完成日期2015年4月15日心音波形采集与显示系统设计XX（浙江万里学院电信学院电子116班）2015年4月摘要在进入二十一世纪以来，随着国民生活水平条件的提高，不健康的饮食习惯和作息习惯等的共同作用下，心血管疾病对人们健康的威胁越来越大。而心音信号作为在临床最常见的诊断心血管疾病的依据，其信号有一般比较微弱、且采集过程中也容易受外界干扰等特点，根据医务人员的知识和经验对听到的心音作出主观的分析判断，准确性较差，缺乏客观的指标。故针对当前心音信号采集系统的不足，论述设计了一个以基于STM32单片机为控制核心，运用驻极体话筒、A/D转换、TFT显示、串口通信等技术手段的信号综合采集显示系统。该系统首先采用传感器对人体的心音信号进行采集，然后经过信号处理电路对信号进行滤波放大等处理，最后通过控制电路将采集到的数据存储到单片机内部的缓存区中并在TFT液晶屏上显示。结果表明，该系统能够采集到纯粹的心音信号，最后可以在采集系统的板载TFT液晶上显示出心音信号的波形。这种对心音信号的实时显示功能，能够极大的非常方便医生对病人心血管疾病的诊断，另一方面也可以使的心血管疾病的诊断更准确。关键词：心音；传感器；信号处理；A/D转换；波形显示AbstractInthe21stcentury,withtheimprovementofthenationalstandardoflivingconditions,unhealthyeatinghabitsandroutines,etc,underthefunctionofcardiovasculardiseaseismoreandmorebigthreattopeople'shealth.Theheartsoundsignalsasthemostcommoninclinicaldiagnosisofcardiovasculardisease,thesignalisgenerallyweak,andintheprocessofacquisitionissusceptibletointerferencecharacteristics,accordingtothemedicalstaff'sknowledgeandexperiencetohearheartsoundstomaketheanalysisofthesubjectivejudgment,accuracyispoorer,lackofobjectiveindicators.Therefore,aimingattheshortcomingsofthecurrentheartsoundsignalacquisitionsystem,thispaperdesignedAbasedonSTM32microcontrollerasthecontrolcore,usingtheelectretmicrophone,A/Dconversion,TFTdisplay,serialportcommunicationtechnologysuchassignalcollectionanddisplaysystem.ThesystemfirstUSESsensorstothehumanbodyheartsoundsignalacquisition,andthenthroughthesignalprocessingcircuitthesignalfilteringprocessing,suchastoenlargethefinalbycontrolcircuitwillbecollecteddatastoredinthemicrocontrollerintheinternalcacheareaandontheTFTLCDscreendisplay.Resultsshowthatthesystemcancollecttothepureofheartsoundsignal,finallycanbedisplayedontheacquisitionsystemonboardTFTLCDoutofheartsoundsignalwaveform.Thisreal-timedisplayfunctionofheartsoundsignals,itcangreatlyconvenientdoctortothediagnosisofpatientswithcardiovasculardiseases,ontheotherhandalsocanmakemoreaccuratediagnosisofcardiovasculardisease.KeyWords:Heartsounds;sensor;signalprocessing;A/Dconversion;Waveformdisplay目录摘要.............................................................3ABSTRACT.........................................................41引言............................................................12系统总体设计....................................................33硬件设计........................................................43.1心音信号采集模块.............................................43.1.1心音信号传感器的选择......................................43.2心音信号放大滤波模块.........................................53.2.1LM324运算放大器简介.....................................53.2.2心音信号前置放大电路......................................63.2.3心音信号带通滤波电路......................................73.2.4心音信号后级放大电路......................................83.2.5心音信号放大滤波电路PCB绘制..............................93.3心音信号处理显示模块........................................103.3.1CPU的选型...............................................103.3.2单片机最小系统及外围电路设计.............................114软件设计.......................................................134.1开发环境简介................................................134.2主体程序部分以及流程图......................................144.3系统初始化模块..............................................164.4时间日期显示模块............................................174.5波形坐标显示模块............................................184.6ADC采集模块.................................................194.7LCD显示模块.................................................215制作和调试.....................................................245.1硬件制作和调试...............................................245.2软件的调试...................................................255.3整体调试结果.................................................266结论...........................................................28致谢............................................................29参考文献..........................................................30附录1系统实物图.................................................31附录2实验原理图.................................................32附录3毕业设计作品说明书.........................................33浙江万里学院本科毕业论文-1-1引言改革开放以来，我们整个国家正在以远远超出我们预想的速度发展着，我们借此极大的丰富着自身的生活水平。从以前的吃饱到现在的吃好，似乎只要我们想就能摄取到多少的营养的。然而人们的生活观念却跟不上如此迅速发展的物质水平，开始有越来越多的人们因为老旧、不健康的饮食习惯造成身体出了问题。而心血管疾病是这其中占绝大数的疾病,并且在我国心血管疾病患者已经是全球数量最多的。甚至有研究表明，在未来五年内，心血管疾病势必将成为对人类健康威胁最大的疾病[1]。与此同时，对自身健康的关注也是随着社会的发展而被越来越多的人们关注起来。不只是局限于改善自我的饮食等生活习惯，并且还会定期去医院进行各项检查，以预防一些严重影响身体健康疾病。但定期去医院做各项检查毕竟是繁琐和昂贵的，并且不是每个人都有如此的时间和金钱。因此一些小型便携式的医疗设备开始进入部分人们的视线中。随着越来越多的人们将更多的关注度放到自身健康上，便携式医疗设备的需求在不久的将来会急剧增大。有需求便会有市场，心血管疾病作为我国目前患者数量最多的疾病之一，而对于其的预防和治疗的便携式医疗设备的市场需求应当是巨大的。鉴于在可以预见的未来几年内，对于心血管疾病的预防和治疗将会是我国医疗卫生事业的重中之重。本文研究了对心血管疾病的各种检测手段，发现现阶段的检测手段主要还是依靠做心电图等传统的方式。一项国外的研究表明[2]，医院里普遍做的心电图的数据是不能简单的用来判断心脏有没有发生不正常的变化，因为由心电传导组织不正常所引起的心脏机械活动障碍不会在第一时间反应到心脏电信号（ECG）变化上，却能够表现在心音信号的变化上，所以对心音信号的分析具有心电信号所不可替代的地位[3]。医生在临床可以通过这些独特而鲜明的声音提供有关心脏情况的重要资讯。通过对心音信号的实时监测，我们可以在患者的心音信号进入非正常状态的第一时间就开始医疗干预，而通常在第一时间得到的干预是最有效的治疗。但是使用医用听诊器来诊断心血管病变不是简单的，它需要长期的训练以及深厚的经验[4]。而现代科技的进步促使