现在， 国内各大医疗器械厂和科研单位都在心电监测体系的开发上投入了许多的资源，并且都开发了各具特色的心电监测体系产品。电子医疗技能的日新月异以及临床医学的相互促进，现已呈现了各式各样的心电监测产品，常见的有床边心电监测、动态心电监测、电话心电监测和天线心电监测等。
关于心电信号的搜集，选用规范导联方法进行搜集。心电信号是一种弱小的电信号，要先运用前置扩大电路将信号扩大 8 倍。因为人体信号源中存在各种噪声搅扰，为了抵消这些搅扰，能够规划一个补偿电路。关于扩大今后的信号，让它经过滤波电路进行滤波。 心电信号中存在 0.05Hz 以下的频率信号、 105Hz 以上的频率信号和 50Hz的工频搅扰信号，需求让心电信号顺次经过低通滤波器、高通滤波器和带阻滤波器，经过滤波电路今后的信号变的比较洁净。然后为将心电信号扩大到伏特等级，让其经过一个主扩大电路。一起，为了便于单片机和ADC0808 的信号搜集和处理，能够让心电信号经过一个加法器电路，将波形提升到 0V 以上。然后经过显现电路让经过单片机处理的信号显现在液晶屏上。整个体系的结构图如图1 所示。
图1 体系结构图
硬件电路规划
心电信号搜集电路的规划
临床上心电信号主要从体表搜集， 检测时将丈量电极安放在体表相隔必定间隔的两点，电极经过多股绝缘芯线绞成的屏蔽线与心电监护仪的扩大器相连，丈量出电极在体表的电位差便是心电信号，描成曲线便是心电图。在测定心电信号波形时，电极安放的方位以及导线与扩大器衔接的方法，称为心电仪的“导联”。
规范导联直接把两个肢体的电位加到心电扩大器的输入端， 所描绘的波形即为两点电位差的改变。
规范Ⅰ导联：右臂（RA）接扩大器反相输入端（-） ，左臂（LA）接扩大器同相输入端（+） ，右腿（RL）作为参阅电极，接心电扩大器的参阅点。
规范Ⅱ导联：右臂（RA）接扩大器反相输入端（-） ，左腿（LL）接扩大器同相输入端（+） ，右腿（RL）作为参阅电极，接心电扩大器的参阅点。
规范Ⅲ导联：左臂（LA）接扩大器反相输入端（-） ，左腿（LL）接扩大器同相输入端（+） ，右腿（RL）作为参阅电极，接心电扩大器的参阅点。本课题选用规范Ⅰ导联方法，右腿（RL）的参阅电极衔接补偿电路。
图2 信号搜集电路输入端示意图
在本次的规划中，选用规范Ⅰ导联方法，即如图2所示，IO1 端作为参阅电极接右腿，IO2 端接左臂，IO3 端接右臂。
前置扩大电路的规划
本规划中的前置扩大电路选用集成外表扩大器 AD620。因为本次规划所要处理的电信号比较弱小， 并且对其波形质量要求较高， 要求具有高输入阻抗， 高共模抑制比，低噪声和低漂移。 所以在本次规划中能够选用集成外表扩大器 AD620 来进行前置扩大电路的规划。
AD620 芯片简介
AD620 内部由三个扩大器一起组成，其引脚图如图 3 所示。在运用中，芯片 1、8 脚接 Rx，4、7 脚接正负持平的作业电压，2、3 接输入的弱电压信号，6 脚为输出引脚，5 脚为参阅基准。
图3 AD620管脚图
本规划能够经过调整 Rx 的巨细来调整 AD620 的增益值， 其增益能够经过公式1进行核算。
AD620 增益规模是 1～1000。它具有低耗电，精确度高，低噪声，温度稳定性好，扩大频带宽，噪声系数小，具有较高的共模抑制比，调理便利等特色。该芯片可供给的最大电流为 1.3mA 的电流。适用于 ECG 丈量、医疗器材、压力丈量、信号搜集等场合。
前置扩大电路规划
如图 3.3 所示，差分输入端 IO2、IO3 别离接规范Ⅰ导联的正负输入端，R1、R4 、R5 一起决议扩大电路的扩大倍数。
在全体的电路作业中，因为心电信号比较弱小，所以要求扩大 1000 倍左右。可是，依据小信号扩大器的规划准则，前级的增益不能设置太高，因为前级增益过高将不利于后续电路对噪声的处理， 在本次规划中， 能够要求前级电路扩大 8 倍以便于后面临心电信号进行处理。
图4 前置扩大电路
滤波电路的规划
低通滤波器电路的规划
为了滤除 105Hz 以上的搅扰信号， 需求规划一个截止频率为 105Hz 的低通滤波器。本规划能够选用有源低通滤波器，依据学过的滤波器常识，先确认低通滤波器的大致方式，然后经过核算确认滤波器选用的电阻、电容值，确认截止频率为 105Hz。在这次规划中，能够选用的运算扩大器为 OP07，规划的电路图如图5所示。
图5 低通滤波器电路图
高通滤波器电路的规划
为了滤除 0.05Hz 以下的搅扰信号， 需求规划一个截止频率为 0.05Hz 的高通滤波器。本规划能够选用有源高通滤波器，依据学过的滤波器常识，先确认高通滤波器的大致方式，然后经过核算确认滤波器选用的电阻、%&&&&&%值，确认截止频率为 0.05Hz。在这次规划中，能够选用的运算扩大器为 OP07，规划的电路图如图6所示。
图6 高通滤波器电路图
ADC0808 转化电路的规划
ADC0808 芯片简介
ADC0808 是采样分辨率为 8 位的、 以逐次迫临原理进行模/数转化的器材。 其内部有一个 8 通道多路开关，它能够依据地址码锁存译码后的信号，只选通 8 路模仿输入信号中的一个进行 A/D 转化。一般在硬件仿真时选用 ADC0808 进行 A/D 转化。ADC0808 芯片有 28 条引脚，选用双列直插式封装，其管脚图如图7所示。
图7 ADC0808管脚图
ADC0808 各引脚功用如下：
1～5 和 26～28（IN0～IN7）：8 路模仿量输入端。
8、14、15 和 17～21：8 位数字量输出端。
22（ALE）：地址锁存答应信号，输入，高电平有用。
6（START）： A/D 转化发动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）使其发动（脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿发动 A/D 转化）。
7（EOC）： A/D 转化完毕信号，输出，当 A/D 转化完毕时，此端输出一个高电平（转化期间一向为低电平）。
9（OE）：数据输出答应信号，输入，高电平有用。当 A/D 转化完毕时，此端输
入一个高电平，才干翻开输出三态门，输出数字量。
10（CLK）：时钟脉冲输入端，要求时钟频率不高于 640KHZ。
12（VREF（+））和 16（VREF（-））：参阅电压输入端。
11（Vcc）：主电源输入端。
13（GND）：地。
23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3 位地址输入线，用于选通 8 路模仿输入中的一路。
显现电路的规划
单片机芯片 AT89C51 简介
AT89C51 是一种带 4K 字节 FLASH 存储器（ FPEROM — Flash Programmable andErasable Read Only Memory）的低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，俗称单片机。AT89C2051 是一种带 2K 字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器能够重复擦除 1000 次。该器材选用 ATMEL 高密度非易失存储器制作技能制作，与工业规范的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。因为将多功用 8 位 CPU 和闪耀存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微操控器，AT89C2051 是它的一种精简版别。AT89C51 单片机为许多嵌入式操控体系供给了一种灵活性高且价廉的计划。其管脚图如图8所示。
图8 AT89C51管脚图
各引脚功用如下：
VCC：供电电压。
GND：接地。
P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P0口的管脚第一次写 1 时， 被界说为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器， 它能够被界说为数据/地址的低八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输进口，当 FIASH进行校验时，P0 输出原码，此刻 P0 外部有必要接上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个内部供给上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接纳输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是因为内部上拉的原因。在 FLASH 编程和校验时，P1口作为低八位地址接纳。
P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接纳，输出4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因而作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低， 将输出电流。 这是因为内部上拉的原因。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时， P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它运用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特别功用寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接纳高八位地址信号和操控信号。
P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接纳输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入， 因为外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是因为上拉的原因。
修改点评：本文简略介绍了智能医疗健康监测体系心电信号的搜集电路规划，心电信号是一种弱小的电信号，要先运用前置扩大电路将信号扩大8倍。因为人体信号源中存在各种噪声搅扰，为了抵消这些搅扰，能够规划一个补偿电路。关于扩大今后的信号，让它经过滤波电路进行滤波。
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