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單片機設計范文1
EPS是一種依靠電動機產生助力的系統，本文介紹了美國一家公司研發的以高性能微處理器PIC18F4431單片機為核心等的電動助力轉向電子控制單元，為提高驅動的速度和精確度，采用智能直流電機控制芯片從而驅動電路中的MOSFET管，而且通過單片機串口與PC機完成通信，經由LABVIEW編程進行顯示。
【關鍵詞】EPS 單片機設計 LABVIEW
1 前言
EPS即電動助力轉向系統，是由傳感器、電控單元和助力電機構成的，在電動機提供助力的條件下，電子控制單元能夠控制助力大小的轉向助力方式。該系統由于具有結構簡單、質量輕、容易維護等優點而成為汽車改變方向系統研究和發展的主要方向。
因為PIC18F4431具有工作的可靠度高、功能多樣、方便操作、功耗較小等優點而受到人們的關注，以它為核心的電動助力轉向控制單元的設計至關重要。
2 EPS系統發展現狀
20世紀末期，在日本和美國在某些型號車上首次成功采用EPS系統之后，歐洲市場的經濟型汽車也將EPS作為標配，經過三十多年的發展，該系統的技術已經逐步趨于完善，它的應用范圍也在向多種車型全面發展。
我國在21世紀出開始進行EPS系統的研發，不過因為國產汽車車型技術的實際情況和使用條件的限制，并不能與國外的EPS完全協調匹配。另一方面，EPS研發所獲取的相關核心技術資料相對缺乏，目前仍處于技術攻關階段。
3 EPS系統工作原理
EPS的硬件主要有傳感器、助力電機和電控單元組成，軟件部分包括控制策略和故障診斷與保護程序兩個內容。該系統的結構如圖1所示：
EPS系統工作原理：轉矩傳感器與轉軸相連接，當駕駛員對方向盤施加扭轉力矩的作用轉動方向盤時，通過傳感器將位移信號轉變為電信號，同時將其傳遞給ECU，此時，車速傳感器所測得的當前車速信號也傳輸至ECU。通過ECU內置控制作用對以上兩個信號的處理便可以確定理想的助力電流給電機，減速機構將力矩放大和司機的操作力矩共同作用克服阻力，使車輛轉向。
4 PIC18F4431單片機的設計
PIC18F4431單片機具有高性能PWM和A/D功能，是一種8位單片機，具有以下優勢：擁有以互補形式輸出的PWM模塊、灌電流和拉電流的峰值較高、采樣速度較快、功耗模式良好、振蕩器結構靈活等。以上的優勢方便了后續的結構設計和軟件設計。
4.1 電控單元的結構
PIC18F4431型單片機是ECU的核心控制部分，控制單元的組成如下圖所示，車載12V的蓄電池所供電量通過內部電源的轉換后保證其正常工作。當經過處理的傳感器信號到達單片機的對應端口時，單片機可以依據EPS的助力特性和正確算法分析所接收的數據，獲得理想助力電流的數值和方向，并產生PWM信號同時經過PIC18F4431輸出控制指令，信號在驅動電路和H橋的作用下控制直流電機的運轉。微處理器把電動機驅動電路上的傳感器正常工作時檢測到的實時工作電流依據內部的控制算法進行計算從而實現對電機的閉環控制。當EPS系統工作出現故障時，報警模式開啟在做出提示的同時斷開繼電器用人工助力代替電動助力模式。
4.2 直流電動機驅動控制電路
要滿足EPS系統高速、可靠性的要求，直流電機驅動控制電路需要有足夠的精度和速度實現對直流電動機轉速和輸出轉矩的控制。因此可以采用PWM控制模式控制H橋電路，直流電動機的驅動控制電路如圖3所示，它適合對可靠性要求較高的大功率、重載的場合。
5 LABVIEW顯示
采用LABVIEW的虛擬測試系統中的VISA庫來檢測系統的工作情況， 完成對電動助力轉向系統的串口數據通信的同時，全面顯示數據并完成監測。
6 結束語
分析研究EPS系統的工作原理和助力控制后，對EPS控制系統的硬件電路進行了設計并進行實驗分析，探索出低壓、低速、大電流直流電機的控制方法在汽車電動助力轉向系統中能夠滿足汽車助力效果的要求。
參考文獻
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[2]何道清.傳感器與傳感器技術[M].北京：科學出版社，2004.
[3]李謀.位置檢測與數顯技術[M].北京：機械工業出版社，1993.
單片機設計范文2
主題詞：投籃游戲機；80C51；投中概率
中圖分類號：TP338文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)10-2262-03
The Design and Implementation of the Game Machine of Shooting the Basketball Based on the 80C51 Singlechip
SUN Gong-dao, PU Shi-fan
(PLA,Unit 91550, Dalian 116023, China)
Abstract：In order to design a game machine of shooting the basketball for a cheaper price,the 80C51 singlechip is the main control core, DS12C887 clock calendar chip is the main periphery circuitry.According to the calculation result of rate of shooting the target,apply the stepping motor to regulate a basketry position for reaching the expectation reguest.
Key words: the game machine of shooting the basketball; 80c51; shooting rate
根據市場需求和商家要求，作者設計一臺投籃游戲機。其工作原理是：籃筐由電機帶動，有7個位置，正中位置為4，左右各為1、2、3和5、6、7，每投籃一次，計算投中概率，當投中概率高于某設置值時，控制電機隨機向左或向右運動直至下一位置，依此類推；投籃游戲機還需具備查詢、參數設置和密碼服務等功能。因為產品要面向市場，所以盡可能降低成本，我們提出以80C51單片機和DS12C887時鐘日歷芯片為硬件基礎，通過軟件實現投籃游戲機功能的總體設想，并研制出樣機。經過檢驗，證明思路正確，方法可行，滿足要求。
1硬件設計說明
1.1時鐘電路
一般情況下，投籃游戲機顯示的是當地時間，包括時分秒。當地時間由DS12C887時鐘日歷芯片提供，其與80C51單片機連接電路如圖1所示。
DS12C887時鐘日歷芯片中有128字節RAM。自0x00～0x0F字節為時鐘和日歷區，供程序讀??；自0x10～0x70字節為用戶所用（0x32字節不能使用），分別存放投入數、投中數、總投入數、總投中數等供查詢和設置的十三個參數。在用戶參數較少情況下，DS12C887時鐘日歷芯片既可以提供時鐘，還可做為RAM使用，減少了芯片和電路。
圖1時鐘日歷芯片與80C51單片機連接電路圖
1.2顯示電路
在游戲時，需要實時顯示投中概率；無人游戲時，需要顯示當地時間。我們選用價格低廉的LED 8段數碼管做為顯示單元，共7位。其電路圖如圖2所示，圖中只給出1位數碼管連接圖，其余6位相同。
通過80C51單片機的三個I/O口線P20(CLK)、P21(DATA)和P22(CLOCK)控制數碼管的顯示，在軟件中預先編好顯示子程序以供調用。
圖2顯示電路圖
1.3鍵盤電路
因為需要設置參數和查詢資料，需要鍵盤輸入。按照需求，我們選擇7個普通按鍵分別連接在80C51單片機的I/O口線P00～P05以及P25上，其與80C51單片機連接電路如圖3所示。
圖3鍵盤與80C51單片機連接電路圖
鍵盤的設置和查詢功能以及防抖動設計完全靠軟件實現，減少了硬件電路，降低了成本。
1.4驅動電路
每次投籃都要計算投中概率，根據投中概率大小控制驅動電路，驅動電機轉動到下一個位置。驅動電路如圖4所示。
當單片機的I/O口線P23為低電平，P24為高電平時，電流流過電機驅動電機轉動；當P23為高電平，P24為低電平時，電機反向轉動。
另外，還有兩路輸入信號，一路是投籃信號，它與單片機的外中斷0口線（P32）相連；另一路是投中信號，它與單片機的定時器0口線（P34）相連。
2軟件設計說明
程序采用C語言編寫，可讀性強，存于單片機內部的Flash存儲器中。
編寫程序時，首先要定義單片機硬件接口，例如鍵盤與單片機接口定義如下：
#define VARIFY_KEY P00 //查詢鍵
#define PAGE_KEYP01 //翻頁鍵
: : :
圖4驅動電路圖
#define CLEAR_KEY P05 //清除鍵
#define SET_KEYP25 //設置鍵
其它硬件接口的定義也類似。
每當投一次籃球，產生一次外中斷，在中斷子程序中將投入數和總投入數加1，再判斷則定時器0是否為1，如為1說明投中了，將投中數和總投中數加1，定時器0清0。
在主程序中，利用投入數和投中數以及總投入數和總投中數，按一定算法計算投中概率，如果超過設置值，則按照時分秒產生的隨機數送出驅動信號，驅動電機向左或右轉動，帶動籃筐至下一個位置，重新開始投籃；如果游戲時間到，關外中斷0、清定時器0，禁止投籃。此時可以使用按鍵進行查詢或重新設定各個參數，比如游戲時間等，以備下次游戲；按下查詢鍵后，需要輸入密碼，密碼是投入數和投中數以及總投入數和總投中數按照一定算法計算而成。
主程序流程見圖5。
3調試中需注意的幾個問題
在軟硬件調試時有幾個問題需要注意。
1）關于P0口線復用問題：從圖1和中圖3可以看出，P0口線是復用的，既做數據總線，又做地址總線，同時還與鍵盤相連。每次讀寫操作后，P0口線上仍然保留著最后一次讀寫的數據，即口線狀態不定。如果某位為0，表示鍵盤已按下，這顯然與事實不符，所以在讀寫操作完成后，必須加上一條語句P0=0xFF。
2）關于DS12C887時鐘日歷芯片的特征碼問題：當初次讀寫DS12C887時，
圖5主程序流程圖
其內部RAM區數據是隨機的，必須先初始化該芯片，將各個參數的缺省值寫入RAM區，才能進行讀寫操作。為了區分是第一次讀寫還是已經讀寫過，采用特征碼方式。所謂特征碼就是人工設定的多個字節的編碼，存儲于DS12C887已知的RAM區中，每次開機后，程序都要讀取該區域的數據與特征碼比較，如果兩者不相同，說明是初次使用該芯片，將特征碼和其它參數的缺省值寫入相應地址的RAM區中；如果兩者相同，說明特征碼已被寫入，該芯片已經初始化了。本程序的特征碼為AB,BC,CD,DE,EF,FF。
4結束語
由于投籃游戲機是面向市場的產品，在保證實現功能的前提下，要盡可能降低成本。我們采用的元器件都是市場上的常用產品，價格低廉，經濟實用。經過商家檢驗試用，證明設計思路正確合理，實現方法簡單可行，完全滿足商家要求。
參考文獻：
單片機設計范文3
【關鍵詞】單片機 程序設計 有效 策略
單片機是一門理論與實踐相結合的綜合學科，在傳統的單片機程序設計中，一般只是為傳遞一些總線、地址、數據、中斷和串行通信口等抽象的理論知識，對于實踐卻很少實施，由此工作人員便會在不理解的前提下對單片機程序設計產生一種畏懼心理，加之，工作人員本身的專業知識不夠扎實，學起來非常困難。為了進一步提高工作人員單片機程序設計的能力，提高單片機工作人員專業水平，單片機程序設計師們必須根據工作人員和實踐各方面特點對單片機設計方法和策略進行改革和創新，以能夠使基礎薄弱的工作人員也能夠很好的掌握單片機程序設計方法和應用。
1 加強單片機程序設計的實踐分析
一般來說，初上崗位的工作人員在思維方式上更偏向于形象思維，對于編程設計等這些抽象的理論知識而言，工作人員卻顯得力不從心。為此，應該在工作過程中抓住這一特點，將理論知識融入到實踐教學中去，讓工作人員在自我摸索中、實踐中了解單片機程序設計知識，由此激發工作人員的學習興趣，提高工作人員的積極性。
例如，在指令系統和匯編語言程序實踐中，工作人員可以在首先將基本理論知識了解清楚，然后對工作人員的操作仿真軟件加以強化訓練，讓工作人員在不斷的操作中深刻理解指令系統和匯編語言程序的具體操作技巧和應用價值，做到會編輯程序、會匯編原程序等。
再如，工作人員可以在訓練操作中了解指令，從而確保工作人員應用指令的能力。單片機的指令系統共有111條，助記符共有42種，尋址方式有7種，如果這些內容僅僅由教師來逐條講解和介紹，工作人員不僅難以理解，還有可能無法認真研究，這樣只能導致適得其反的效果。因此，為了讓工作人員更有興趣的認真了解指令系統，工作人員應該被安排學生在軟件平臺上操作，按照相應的匯編語言程序命令格式對不同的指令程序進行編輯，使用“仿真器”對單片機的真實狀態進行仿真，經過反復練習和操作之后，工作人員必然會對各種程序格式、指令格式、指令助記符和尋址方式等產生深刻的印象。
2 單片機設計必須要理論與實踐相結合
單片機技術實際上是一種硬件與軟件相結合的綜合技術，在設計的過程中，工作人員只有根據單片機程序設計的特點，堅持理論與實踐并重和相互穿插滲透的原則，才能充分而全面提高工作人員單片機技術的綜合應用能力。
首先，設計人員應該在實踐之前，對實踐內容進行必要的篩選。由于單片機的相關理論較為抽象和深奧，硬件內容優勢交錯滲透的，所以在篩選實踐內容時應始終堅持夠用原則，在參照經典應用實例的基礎上，將實踐內容分為若干個知識模塊，以能夠滿足技能訓練和基本應用所需要的理論知識支撐。在篩選實踐內容過程中，設計人員應該從工作人員的單片機的初級性、基礎性和工具性的角度出發，刪除單片機系統擴展與開發技術等章節的內容，加強基本應用理論教學，為設計人員后續逐步提高單片機理論打下良好的基礎。
其次，在匯編語言程序設計中，設計人員應該盡量采用靈活多變的方法促進編程能力的提高。例如，設計人員可以采取指令更換的方法對選擇的不同的指令完成同一功能的要求；采取參數改變法，對相關參數進行修改，定時器或技術器工作方式等都可以采用參數改變法；采用地址變更的方法，對中斷源、中斷入口地址和相關標志位等進行變更等。
最后，在實踐教學中巧妙的插入理論知識，加強對工作人員理論知識應用能力的培養。例如，設計人員在指導中應用模塊試驗時，應該提前將中斷的來源、中斷控制的方法、中斷請求、中斷響應、終端服務等及其相關理論知識點講解給學生，讓試驗過程中通過硬件和軟件兩方面分析中斷應用，從而提升分析問題和解決問題的能力。
3 創新單片機設計的方法
針對單片機程序設計的特點，工作人員在進行教學時可以采用一些創新型的方法來提高工作人員對學習單片機程序設計課程的興趣。
3.1 討論法
提高工作人員對單片機設計的興趣和充分發揮積極性和主動性都是非常重要的環節，而單片機程序設計作為一題多解的學科，更需要充分調動工作人員的主動性和創新思維。工作人員在采用討論法的過程中，可以依照提問、答辯、論證、反駁和判斷等程序，讓工作人員圍繞一個知識點進行討論，以達到工作人員之間、師生之間相互啟發、相互協作去分析問題、發現問題、解決問題和總結經驗的教學目的。
3.2 分組法
注重培養團隊精神，以競求進上機編程實踐是學好程序設計語言的關鍵但在上機實踐過程中工作人員如果各自為戰，或在設計人員的統一指揮下以完成不同題型的任務為實踐內容，對于工作人員而言很容易失去上機興趣，也很難達到上機實踐的目的 因此，針對工作人員的特點，適當轉變上機實踐的形式也不失為一種好的方法。
4 結束語
伴隨著市場對單片機的需求不斷擴大，單片機程序設計在社會中得到了廣發的應用，為此，單片機設計公司對單片機程序設計越來越重視。為了迎合社會的需求，在單片機程序設計過程中，應該在吸收傳統優秀經驗的基礎上，不斷創新方法，提高設計質量，從而培養出更多社會適應性單片機程序設計人才。
參考文獻
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單片機設計范文4
【關鍵詞】單片機時鐘模塊DS12887A789C51硬件設計軟件設計
一、基于單片機的時鐘模塊主控制系統
AT89C51單片機也是運用CMOS為核心技術制作而成的八位單片機，以ATMEL公司開發的存儲技術為基礎，設計的具有反復擦寫功能的FLASH只讀存儲器以及RAM隨機數據存儲器。同時兼容MCS-51系統，是低能耗、低成本、高密度、高穩定性的智能單片機系統。
二、基于單片機的時鐘模塊芯片
DS12887內部主要由震蕩電路、14字節時鐘、RMA以及鋰電池等多個部分組成。其中MOT是DS12887系統的模式選擇，當MOT引腳連接到VCC或者GND時，系統會自動選擇MOTOROLA時序或是INTEL時序。SQW是DS12887中的方波信號輸出程序，SQW會在DS12887系統內部選擇相關的抽頭進行信號輸出，通過改變寄存器編程實現輸出頻率的變化。AS是DS12887系統中的地址選通輸入，用于幫助系統實現信號分離功能。CS為DS12887系統中的片選輸入功能，CS必須以低電平才能完成對DS12887系統的總線周期的訪問。
三、基于單片機的時鐘模塊接口設計
本次設計的基于單片機A789C51系統的時鐘模塊是具有24個相關引腳，同時還帶有時間信息液晶顯示屏的智能時鐘模塊，采用的是RT1602C字符及5V電壓型的液晶模塊，通過不同類型的引腳接口，進行低電平基礎上的輸入操作同時在高電平基礎上進行輸出操作。
四、基于單片機的時鐘模塊鬧鈴設計
本時鐘模塊根據單片機AT89C51的電流輸出特點，設計了相應的蜂鳴器鬧鈴功能，使用的是三極管對鬧鈴的蜂鳴器進行驅動。
五、基于單片機的時鐘模塊主程序
該時鐘模塊的主程序包括相關系統的初始化，時鐘模塊的時間顯示功能，設置鬧鐘功能，數據串的獲取以及進行時間調節等主要相關程序。
主要程序如下：向DS12887的系統中任意寫入相關數據：
void write_ ds （uchar add， uchar date）//寫DS12887函數
{
dscs=0；
dsas=1：
dsds=1：
dsrw=1：
PO=add；//先寫地址dsas=0；
dsrw=0；
PO=date；//再寫數據dsrw=1：
dsas=1：
dscs=1：
}
從DS12887系統的寄存器讀取相關子程序，返回一無符號字符型數值：
uchar read_ ds（uchar add）//讀DS12887系統函數{
uchar ds date；
dsas=1：
dsds=1：
dsrw=1：
dscs=0；
PO=add；//先寫地址
dsas=0；
dsds=0；
PO=Oxff；
ds_ date=P0；//再讀數據
dsds=1；
dsas=1；
dscs=1；
return ds date；
}
六、基于單片機的時鐘模塊日歷設置程序
對于以DS12887為核心的時鐘模塊日歷的設置程序，在DS12887系統處于設置狀態的基礎上，需要使用人員首先進行初始化操作，然后將相關的控制命令和實踐信息寫入A和B控制寄存器，同時恢復DS12887系統的數據更新狀態，以完成對時間的矯正和讀取。
參考文獻
[1]陳建平.用AT89C2051實現PS/2矩陣鍵盤的研究.武漢船舶職業技術學院學報.，2008（05）
單片機設計范文5
1 引言
本設計是定時鬧鐘的設計，由單片機AT89C51芯片和LED數碼管為核心，輔以必要的電路，構成的一個單片機電子定時鬧鐘。設計內容包括了秒信號發生器、時間顯示電路、按鍵電路、供電電源以及鬧鈴指示電路等幾部分的設計。采用四個開關來控制定時鬧鐘的工作狀態，分別為：K1、設置時間和鬧鐘的小時；K2、設置小時以及設置鬧鐘的開關；K3、設置分鐘和鬧鐘的分鐘；K4、設置完成退出。
2 工作原理
電子鬧鐘應包括秒信號發生器、時間顯示電路、按鍵電路、供電電源以及鬧鈴指示電路等幾部分。電子鬧鐘組成部分如圖1所示。
按鍵功能說明：K1，設置時間和鬧鐘的小時；K2，設置小時以及設置鬧鐘的開關；K3，設置分鐘和鬧鐘的分鐘；K4；設置完成退出。
3 主模塊電源電路
主模塊是系統軟件的主框架。結構化程序設計一般有“自上而下”和“自下而上”兩種方式，“自上而下”法的核心就是主框架的構建。它的合理與否關系到程序最終的功能的多少和性能的好壞。
4 時間模塊電路
時間設定模塊的設計要點是按鍵的去抖處理與“一鍵多態”的處理。即只涉及4個鍵完成了6位時間參數的設定。軟件法去抖動的實質是軟件延時，即檢測到某一鍵狀態變化后延時一段時間，再檢測該按鍵的狀態是否還保持著，如是則作為按鍵處理，否則，視為抖動，不予理睬。去抖中的延時時間一般參考資料多描述為10ms左右，實際應用中，應大于20ms，否則，會導致按一次作多次處理，影響程序正常執行。“一鍵多態”即多功能鍵的實現思想是，根據按鍵時刻的系統狀態，決定按鍵采取何種動作，即何種功能。時間模塊電路如圖2所示。
5 Proteus軟件仿真
圖3為系統仿真圖。該電子鐘有三個按鍵：K1，K2和K3鍵。按K1鍵進行校時，可以分別對時及分進行單獨校時，使其校正到標準時間，校時時需要校正哪一位，哪一位就閃爍。按K2鍵是對閃爍位進行加一或返回的操作。按K3鍵調整定時時間和定時組數，需要調整哪一位，哪一位就閃爍，該電子鐘最多可定時20組鬧鐘。經測試該電子鐘在一天的累計誤差約為0.1秒。該電子鐘的誤差主要由晶振自身的誤差所造成，晶振的誤差約為0.0001～0.000001。在軟件的編程過程中所產生的誤差比較小，在重裝初值的過程中大概需要約8個機器周期，但在程序開始對定時器賦初值時，多加了8個機器周期，減小了這方面的誤差。
6 結論
本設計是定時鬧鐘的設計，由單片機AT89C51芯片和LED數碼管為核心，輔以必要的電路，構成的一個單片機電子定時鬧鐘。本次設計采用了主模塊設計時間模塊設計以及其他基本的模塊設計讓智能定時鬧鐘能夠更加精確的報時。同時該設計中采用單片機利用AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機，大大的減少了設計的成本。
參考文獻
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作者簡介
劉季秋，邵陽學院信息工程系電子科學與技術專業學生。
單片機設計范文6
關鍵詞：心電圖儀 單片機 串口 MSP430F147
中圖分類號：TH772.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）05-0022-01
1 引言
心電圖儀是通過檢測人體的生物電信號即心電信號來發現心臟類疾病的一種輔助診斷儀器，但目前醫院用的心電監護儀價格昂貴、維護成本高，不適合日常生活中使用。因此設計一種便攜式、價格便宜且實用的心電監護儀器具有重要意義。本文設計了一種基于單片機的低功耗簡易心電信號檢測儀器，具有體積小、成本低、便于攜帶、實用性強等特點，可用于社區醫療服務、個人家庭保健等場合。
2 系統原理
心電信號是人體心臟工作產生的生物電流，其原理是在身體表面不同部位產生不同電勢，并且隨心跳的節律呈現規律性的升降變化；心電圖（ECG）通過電極將變化著的電位差檢測并記錄下來的圖；顧名思義，心電圖儀就是測量并記錄心電圖的儀器。通常人的心電信號是一種頻率范圍為0.5Hz到100Hz、幅度在10μV到5mv之間的微弱交流信號，并且混雜有人體生物電干擾、50Hz工頻干擾以及各種外部高頻電磁干擾等。另外，心電信號源阻抗大，一般心電信號源阻抗約為1-100kΩ。因此，如何從環境噪聲中提取微弱的心電信號就是心電圖儀設計的難點和重點。
3 硬件結構設計
心電圖儀選用業界極富競爭力的低功耗單片機TI公司的MSP430系列MSP430F147微處理器，整個系統由CPU模塊、前置放大、后級放大、濾波電路、電壓抬升電路、串口通信、按鍵輸入和液晶顯示屏、鋰電池電源等模塊構成（圖1）。TI公司的CPU芯片和模數轉換芯片都具有低功耗、小尺寸、高精度、性能穩定等特點，尤為適合醫療設備等小信號、移動式測量儀器。（如圖1圖2）
硬件系統設計的難點和核心是兩級放大中的前級放大電路和帶通濾波電路。考慮到來自導聯電極的心電信號的干擾中，以共模噪聲形式存在的50Hz工頻干擾信號最大，為有效地消除輸入電路不對稱而引起的電壓分配效應所產生的共模干擾，這里采用兩個OPA2131構成右腿驅動電路，同時采用共模抑制比高的高精度儀表放大器AD620，這樣就能將輸入回路噪聲抑制，并將心電放大器（含屏蔽導聯線）的共模抑制比提高到1000倍以上。對于帶通濾波器，由于心電信號主要能量成分集中在0.5Hz到100Hz頻帶內，這里采用先高通后低通濾波的方法來得到較為平滑的心電波形圖。對于高通濾波器，考慮到非線性及濾波器滾降特點，這里將截止頻率設置為0.05Hz，采用高通負反饋濾波器進行隔直和低通濾波，用RC一階無源濾波來實現；低通濾波器則將高頻截止頻率選擇100Hz，濾波器具有較好的線性相位特性。
4 軟件系統設計
軟件采用單片機順序編程思想，程序流程如圖2所示。在儀器開機上電后，程序在對CPU和AD轉換器進行初始化后，就進入到主循環來采集、顯示和傳輸心電數據。
數據預處理是利用數字信號處理技術對心電信號做進一步的濾波、抗干擾以及壓縮處理；數據顯示是在128*64點陣的液晶屏上進行繪逐個心電信號的顯示，并支持漢字顯示；數據上傳是指利用RS232有線或者帶RS232接口的外置無線GRPS模塊，將數據傳回到后臺PC機，這里波特率采用9600，1位開始位、8 位數據位、1位停止位和1位偶校驗位。
5 結語
本文利用低功耗單片機設計了一個簡易便攜式心電圖儀，盡管測試精度和醫院專用的心電圖測試儀器有一定差距，但有著后者無法比擬的低成本和可移動性等特性，具有較高的性價比。隨著微電子和嵌入式技術的快速發展，基于此原型的功能更強大的、帶智能診斷功能以及遠程醫療的下一代心電圖儀也是目前研究和開發的熱點。
6 致謝
本文得到了2013年湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目和湖南省普通高校教學改革研究項目“信息技術類課程的教學改革與實訓技能的培養”（2012-401-80）的支持，并得到了鄧月明老師和胡強老師的指導。
參考文獻
[1]謝建華，劉海波，劉瑞芳.基于ARM Cortex-M3的動態心電圖機設計.吉林大學學報：信息科學版，2012（3）.
