一款基于STM32的心电采集及分析处理系统的设计

随着社会的进步，经济的发展，人口老龄化的成都越来越严重，心脏病作为一种常见的慢性疾病，也是长期以来一直威胁着人类的健康，及时的发现和预防在减少心血管疾病危害中极为重要，心电图作为检测心脏疾病的主要依据，目前还是在特定的场合才能够使用，而且价格非常昂贵，仅每年就有约16万名患者接受支架手术，每年的增长率超过了20%。我国每年在心脏疾病中的耗费就达到了3000亿元。

由于场合限制和价格原因，导致病人得不到实时监控，对病人的病情诊断和治疗时极为不利的。便携式的心电图仪不仅能够实时给病人检查，还能够将病人所得到的心电图后发送给医生做进一步的判定。通过大容量的存储器件能够对患者进行长时间的监护，并记录心电数据。

1、系统设计方案

系统设计主要是便携与数据处理能力，在体积，能耗上能够符合正常的工作和生活的要求，同时不给使用者带来额外的影响。因此控制芯片采用STM32系列的F107芯片，设计的要求根据心电信号的特点，应具备放大倍数在400-1000之间，滤波器带宽为0.05HZ-100HZ，共模抑制比要大于80dB，工频信号幅值不高于心电信号的6%，误差不高于6%。

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因此设计的系统原理结构图如图1所示。系统中采用STM32的内部采用的是ADC进行AD转换，进一步提高精度可以替换为外部的AD，控制系统采用的是外部按键和LCD触摸屏来完成。可以实时回放心电图及传送到上位机进行存储。

图1  系统原理结构图

整个系统有以下几个部分组成：

1）采集电路：准确提取心电信号，把信号处理为可以提供分析的有效信号。

2）处理电路：主要包括滤波、显示、存储、分析、传输等。

3）按键电路：完成开始、暂停等功能。

4）显示电路：完成心电图的显示与回放功能。

5）上位机设计：在PC机上进行心电信号的存储，并转换为心电图形。

6）电源电路：提供系统所需的电压。