56000字硕士毕业论文鉴于可编程片上系统医疗信息技术的处理方法
论文类型：硕士毕业论文
论文字数：56000字
论点：心电,信号,模块
论文概述：
随着现代嵌入式系统技术的不断发展，soPc技术比鉴于Aslc的soc具有更多的优势:产品的设计周期短，开发成本低，风险低、系统的重构性能好，易于系统的升级等。同时由于提供了标准化图形界
论文正文：
第一章引言
课题的研究背景和意义
人们早就不再担心食物、衣服、住房和交通，开始追求更好、更精致的生活。然而，随着社会的发展和生活节奏的加快，高血压、心脏病、冠心病等一系列疾病已经开始困扰人们。因此，越来越多的人开始关注生活细节，时刻观察自己的身体状况，保护自己的健康。
很久以前，许多家庭都有各种简单的医疗器械，如温度计、听诊器、血压计等。这些简单的医疗设备既方便又实用。他们可以随时观察病人的情况，并及时就医。但是现在，这些老式的医疗设备已经不能满足一些家庭的需求。各种简单、实用、功能齐全的新型家庭医疗器械应运而生，如电子血压计、电子温度计、血糖仪等。随着电子技术的发展，这种家庭式医疗设备不断更新，功能越来越齐全，越来越贴近人们的生活。因此，国内医疗器械正逐步向高精度、低功耗、高安全系数、多功能和便携性方向发展。
医疗设备作为一种特殊商品，不同于普通家用电器。它不仅要求高质量和高精度，还要求高肩部质量(人性、舒适性和安全性)，以满足人们的生理和心理需求。同时，国产医疗器械必须具有使用方便、操作简单、产品设计安全的特点。当越来越多复杂的医疗设备进入家庭并由患者自己操作时，用户也对这种特殊产品的使用提出了更高的要求。设计的人性化必将成为他们关注的焦点。
作为人体血液循环的动力单位，心脏有规律地跳动，这是人体生理状态的重要标志。由于心脏有节奏的收缩和放松，血液可以在封闭的循环系统中持续流动。在心脏机械收缩之前，首先产生电激励，由心脏激励产生的微小电流可以通过身体组织传导到体表，从而在体表的不同部位产生不同的电位。如果将两个电极放置在体表，分别用导线连接到心电图仪的两端，就会根据心脏兴奋的时间顺序记录体表两点之间的电位差，形成一条连续的曲线，即心电信号。
心电图(心电图，ECG)也俗称心电图，它包含了丰富的关于人类心脏的信息，记录了心脏细胞的去极化和复极过程，在一定程度上客观地反映了心脏各个部位的生理状况，因此在临床医学中具有重要意义。由于心电信号主要反映心脏兴奋的电活动，对各种心律失常和传导障碍引起的各种疾病的诊断和分析具有很高的参考价值。到目前为止，没有任何方法可以取代心电图在这方面的作用。心电图特征性改变是诊断心肌梗死的可靠而实用的方法。心电图和心电监护已广泛应用于循环系统疾病、外科麻醉、药物观察、航天、登山和危重病人的抢救
。因此，研制一种能够准确监测人体心电信号并适用于普通家庭的便携式心电信号监测装置具有重要意义。具体表现如下:(1)为医生和患者提供客观准确的生理状况信息。根据这些信息，人们可以调整他们的生活习惯，以确保他们将来的健康。(2)心电监护设备作为“家庭保健医生”可以保护老年人和一些心脏病患者。(3)家庭心电监护设备省去了去医院检查的麻烦，用户可以随时随地在家中监护自己的健康。目前市场上有一些心电监护设备可以随身携带，可以通过网络进行跟踪和监护。这些产品肯定会在未来市场占据一席之地。
心电信号采集和电子信息处理系统的发展是一门与电子技术、网络技术、信号和信息处理技术以及医学应用紧密结合的学科，也是一个改造传统心电信号诊断方法的过程。该系统的开发不仅可以为简单、无创的疾病诊断提供有效的基础数据，而且可以满足医生和患者同一天的需求。具有巨大的经济效益和社会效益。
2国内外发展现状和方向
1957年，美国科学博士诺曼·霍尔特(Norman J. Holte)成功开发了一套集发送和接收于一体的心电监护系统。该系统是一台磁带录音机，可以长时间连续记录病人的心电图。传统上，我们称这种方法为霍尔特(Holte):DCG动态电子心电图(DCG)监测不仅为监测心律失常和心脏缺血等心脏病的诊断提供了重要而有效的方法，而且积极促进心脏病的早期诊断和治疗。DCG系统也为家庭心电监护系统的发展奠定了坚实的基础。
3.3带通滤波器电路.........26-29 [/BR/] 3.3.1压控高通滤波器.........26-28 [/BR/] 3.3.2压控低通滤波器.........28-29[/比尔/] 3.4模数转换电路.........29-30[/ Br/] 3.5本章摘要.........30-31
第4章基于FPGA的硬件电源.........31-53
4.1控制器设计.........31-40
4.1.1广告控制模块.........32-34
4.1.2 FIR数字滤波器.........34-39
4.1.3心率计算.........39-40
4.2可变增益放大器控制模块设计.........40-46
4.2.1静态随机存取存储器读/写控制器.........41-42
4.2.2静态随机存取存储器地址生成器.........42-43
4.2.3先进先出高速缓存模块.........43-44
4.2.4 VGA同步信号发生器.........44-46
4.3系统时钟模块.........46-48
4.4键盘控制器.........48-50
4.5其他模块.........50-52
4.6本章摘要.........52-53
第5章系统软件部分.........53-64
5.1初始化和图形用户界面.........54-57
5.1.1初始化.........54-55
5.1.2图形用户界面显示界面.........55-57
5.2网络通信和控制模块.........57-59
5.2.1 lwip协议栈.........57-58
5.2.2网络通信波形显示和存储程序.........58-59
5.3.........59-62
5.3.1波形显示程序.........59-61
5.3.2存储程序.........61-62
5.4时间显示和文本信息.........62
5.5本章摘要.........62-64
摘要
随着现代嵌入式系统技术的不断发展，soPc技术比基于Aslc的soc更具优势:设计周期短、开发成本低、风险低、系统重构性能好、系统升级容易等。同时，由于提供了标准化的图形界面，软件和硬件以及一些常用的知识产权模块被自动生成和集成，使得设计者更容易使用。在医学监测领域，可以使用基于SOPC的技术来收集、控制和处理生理信号。
基于SOPC的心电信号信息处理模块的研究首先是采集和预处理人体心电信号。该部分由传统的模拟电路完成，主要实现模拟心电信号的采集、放大、去噪、模数转换等预处理。它为心电信号的分析和处理提供了准确的原始信号。第二步是将预处理后的心电信号发送到现场可编程门阵列处理模块进行分析和处理。这部分硬件电路通过硬件描述语言在FPGA芯片中实现逻辑功能，实现数字心电信号的分析、显示和存储功能。这些操作是在Quartus II开发环境中完成的。在这个开发环境中，我们还可以模拟设计的功能模块的功能或时序，以确保设计的子模块的功能达到期望的标准。第二步是在Nios II集成开发环境中设计软件程序，使第二步中设计的子模块能够相互协作，完成设计目标。本文的主要工作如下: