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心血管疾病是威胁人类生命的主要疾病之一,而心电信号(electrocardiogram,ECG)则是评价心脏功能的重要依据。本论文简要地介绍了医学模拟人的意义,国内外的发展历史、发展现状和应用前景,结合心电信号的特点和算法,采用ECG形态学模型模拟产生心电信号。根据近年来微电子技术、计算机软硬件技术和现代信号处理技术所取得重大成就,并结合DSP技术,利用C、汇编语言编写心电信号程序,设计一套可调节心电信号的DSP系统,并论述了硬件和软件的具体实现方案。
硬件系统主要包括DSP模块、D/A转换模块、扩展存储器模块和USB模块。DSP模块选用TI公司的TMS320VC5409芯片,由电源电路、复位看门狗电路、时钟电路、JTAG接口电路组成。D/A模块电路主要完成数模转换,输出心电信号波形,其中DSP与TLC320AD50C通过McBSP口实现的。同时系统外扩了程序区和数据区存储器,FLASH保存程序源代码,SRAM提供程序运行和数据存放空间。在数据传输上,采用DSP和Philips公司的PDIUSBD12芯片并行连接实现。
软件设计主要包括初始化程序设计和心电信号程序设计。初始化程序主要是对TMS320VC5409和AD50C进行初始化。心电信号程序是软件设计的核心,它负责心电信号的产生,决定了整个软件系统的运行效率。
本论文已完成了基于DSP的心电信号系统的设计,实现了模拟产生心电信号。使用USB总线传输数据,实现心电信号系统与计算机之间的通讯。