硬件设计 - 一款基于STM32的心电采集及分析处理系统的设计

2、硬件设计

心电图仪的硬件电路包含处理器、存储电路、通用接口等。硬件设计上需要考虑成本和便携性，因此需要考虑这些特殊要求。有针对性的去选择和设计。总体要求是，选用适合的处理器，满足计算要求即可，便于开发，避免造成开发上的浪费。注重软件设计，在软件能够解决的情况下，尽量采用软件去解决问题，简化硬件结构，降低成本。

心电信号驱动电路采用电源为3-5V，电流小于0.5mA，量程为0-4mV，信号的增益为950倍，输入阻抗为1000000M，共模抑制比为65dB。

控制系统采用STM32F107的最小系统，参照芯片手册来完成。人机交互界面采用彩色的LCD，颜色丰富，尺寸为4.7寸，TFT材质的液晶屏。

存储模块的电路设计，基于STM32有512K字节的闪存，64K的SRAM，本设计采用MicroSD卡作为系统存储器，使用SDIO作为通信接口。

电源电路采用的是ASM1117芯片，直接输出3.3V电压。

3、软件设计

软件采用的是Keil5进行ARM开发。该系统将采用模块化的编程，将分为SD卡驱动、LCD驱动、触摸驱动、采用滤波计算、控制模块驱动等。最后通过整体的整合进行统一调试。

系统软件主要分为两个大的部分：

1）下位机软件，主要是STM32的驱动程序，主要完成心电信号的采集，软件滤波、实时时钟模块、液晶显示模块和通信模块。主程序是一个while（1）的无限循环程序，不停的扫描指令，并完成相应的功能。

2）上位机软件。上位机的控制主要是读取下位机的信息，通过串口与下位机进行通讯，获得下位机采集到的心电信号和存储的心电信号，并在上位机界面上显示出来。

4、结论

本系统实现了基于嵌入式的心电图仪的开发。以低廉的成本完成了设备的开发，同时体积小，能够实现实时监测的功能。在熟悉硬软件开发环境后，采用模块化的设计，把整个系统划分为多个小模块逐步实现。

科技的高速发展，为医疗器械的发展带来了极大的机遇，利用高科技带来的技术革命去更新医疗器械是一个巨大的市场机会。嵌入式技术的发展必将为人类医疗事业带来巨大的帮助。为每一个家庭服务。