一种基于单片机的心电监测系统实验案例设计

雷涛，陈荣庆，李钊，张林媛，夏娟娟，路国华

空军军医大学 军事生物医学工程学系，陕西 西安 710032

引言

《单片机原理与接口技术》课程是生物医学工程专业开设的一门非常重要的专业课程[1-3]，该课程旨在培养学生单片机应用系统的软硬件设计和调试的能力，进而提高学生的实践能力和工程应用能力[4-5]，为以后学习医疗设备专业课程奠定基础。因而，在教学过程中对实验设计的专业背景要求较高[6-7]。

随着我国人口老龄化程度持续加深导致心脏病的防控形势日趋严峻[8-10]，传统医用心电监测仪不仅价格非常昂贵而且使用场合有限。因而，便携式心电仪的研制是生物医学工程专业学生需要解决的实际问题。基于该专业背景问题，本研究设计了一个能测量受试者心电图（Electrocardiogram，ECG）信号并在Android手机APP上实时显示的监测系统，为该课程提供一个实验教学案例设计，引导启发学生进行应用型医疗器械设计开发，训练学生解决生物医学工程专业实际问题的能力，提升岗位任职能力。

1 实验内容与任务

根据学生能力的不同，实验教学设计了基本任务、进阶任务及拓展任务三个层次的内容与任务。

1.1 基本任务

（1）考虑运动或远程电极放置产生的各种噪声的情况下，选定AD8232全集成式ECG信号调理模块，查阅数据手册，实现对ECG信号的提取、放大、滤波及右腿驱动输出给单片机主控模块。

（2）利用单片机的ADC、定时器以及全双工异步串行通信的功能，将AD8232信号调理模块采集的ECG信号转换为数字信号，通过串口传输至教师提供的CH340 USB转串口Android 开发Demo APK，将ECG数值实时显示。……