基于FPGA的ECG信號采集與處理系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、當(dāng)今平板電腦和大屏幕智能手機(jī)的普及為便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的發(fā)展帶來了機(jī)遇。針對這種發(fā)展趨勢，本文設(shè)計了便攜式的ECG（人體心電）信號的實時采集、處理和傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)由FPGA（現(xiàn)場可編程門陣列）為控制中心，以高精度24位心電專用AD芯片進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，以FIR濾波算法進(jìn)行高階數(shù)字濾波。該系統(tǒng)接口可升級為USB接口將采集和處理的ECG數(shù)據(jù)傳送至平板電腦或大屏幕智能手機(jī)，以方便心臟疾病者自我初步診斷。該系統(tǒng)具有便攜、性價比高、獲取心電數(shù)據(jù)的濾波

2、效果好等特點。
　　便攜式心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計主要包括兩大部分:硬件模塊設(shè)計和軟件模塊設(shè)計。本文采用了分模塊的設(shè)計方法，分別對硬件模塊進(jìn)行了設(shè)計和對軟件模塊進(jìn)行了仿真，最后進(jìn)行整合調(diào)試。
　　硬件模塊設(shè)計主要包括:電源模塊設(shè)計、FPGA(可編程邏輯門陣列)模塊設(shè)計、ADC模塊設(shè)計、ECG預(yù)處理模塊設(shè)計以及上位機(jī)通訊模塊設(shè)計。
　　軟件模塊設(shè)計主要包括心電信號采集軟件模塊、心電信號濾波處理軟件模塊和串口通訊模塊設(shè)計。

3、　　在心電信號濾波算法方面，本文采用了FIR（有限沖擊響應(yīng)）濾波器算法慮除高頻干擾，用數(shù)字軟件濾波不僅精簡了硬件，而且達(dá)到了良好的濾波效果;在算法驗證方面，F(xiàn)IR的系數(shù)選定是其中一項重要工作，本文采用先仿真后實驗的方法對FIR的階數(shù)進(jìn)行整定，利用MATLAB的濾波工具箱FDATOOL得出FIR的系數(shù)并對系數(shù)進(jìn)行仿真，確定最佳性能的FIR系數(shù)，最后在仿真結(jié)果的指導(dǎo)下進(jìn)行實驗調(diào)試，以達(dá)到與仿真結(jié)果相同的效果。
　　為了便于實驗的測試，