数字式心电图机教学实验
第一节设计目标
为了更好的理解心电图机的原理，考核学生对心电图机的掌握程度，设计了该款心电图机。在设计过程中参考了日本光电ECG-6951D的相关设计，同时考虑到做实验的方便性，将全部电路开放出来，便于对心电图机的内部结构和电路原理有较为直观的认识和理解。
一、该心电图机实验箱的基本性能参数如下：
1．输入电压：AC220V 2．输入功耗：<20W 3．导联信号输入方式：浮地 4. 输入阻抗：≥20MΩ
5. 灵敏度：三档，分别是5mm/mV、10mm/mV、20mm/mV 6. 心电噪声电平：≤30μVp-p 7. 时间常数：≥1.5S 8. 心电共模抑制比:≥105dB 9. 线性误差：≤10%
10. 心电频率响应：0.05~100Hz 11 漏电流：<100uA
12. 走纸速度：25mm/s、50mm/s 13. 肌电滤波干扰：45Hz(-3dB) 14. 耐极化电压：±400mV 15. 基线控制：自动调整 16. 记录方式：热敏打印
二、实验箱基本配置：
1. 手动/自动操作模式可选
2. 使用16位MSP430F169单片机作为核心控制芯片
3. 240×128分辨率液晶屏，清晰显示心电图波形与工作状态，实现先观察后打印，节约 记录纸
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4. 十二导联同步采集，通过对心电信号的工频滤波、基线滤波和肌电滤波，十二位的采样精度可以获得更高质量的心电图谱
5. 具有指示灯,用以指示打印模式、灵敏度、走纸速度、滤波器等状态，方便操作 6. 具有故障设置和排除功能，同时可以进行故障编码设置
三、功能操作
（一）、实验箱硬件介绍
共由电源区、模拟区、数字区、故障区、显示和操作区等部分构成，可通过显示和操作区的按键进行功能设置和操作。实验箱基本结构布局如下：
导联线接口
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（心电导联线）
采集到的心电信号，通过滤波放大后送入主控制器进行处理，由液晶屏和指示灯显示处理后的波形和参数数据。
其中心电信号关键测试点和故障设置的具体说明如下表：
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测试点名称 所在区域 充电输出 充电输入 battery +5V -5V +3.3V GND +5F -5F FGND TP1 TP2 TP3 TP4 TP5 TP6 external ECG
电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 电源区 模拟区 模拟区 模拟区 模拟区 模拟区 模拟区 模拟区 模拟区 说明 充电输出 充电输入 电池电压 +5V电源 -5V电源 +3.3V电源 接地 隔离电源5V 隔离电源5V 隔离区接地 心电第一级放大 心电第二级放大 三角波信号输出 心电调制信号输出 PWM调制信号输出 PWM滤波后信号输出 外部信号输入点 末级心电信号输出 电源部分故故障现象 障 故障点设置故障点设置原理 方法(参考注释?) 直流供电异常 1.+5V电源输出没有，1、断开 A1 液晶屏不亮 1-ON正常5V电压 2、反馈电阻阻值2-ON故障约3V电压 3-ON故障0V 2.液晶屏微微发亮，改变 没有字符显示（+5V
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测试点为3V） 充电电路异常 充电指示灯一直不亮 改变充电器监测1-ON正常 A2 充电指示灯一直亮 点电压 2-ON故障充电指示灯一直不亮 3-ON故障充电指示灯一直亮 电量指示异常 电量过低时： A3 1、红色指示灯一直亮 2、红色指示灯闪烁频率太慢 电量指示异常 1、红色指示灯始终改变电阻阻值 A4 不亮 2、红色指示灯亮度很低 改变电容容值 1-ON正常 2-ON故障闪烁太慢 3-ON故障指示灯一直亮，不闪烁 1-ON正常 2-ON故障红色指示灯不亮 3-ON故障红色指示灯微亮 电量指示异常 三个指示灯全部亮 A5 改变MOS管导通1-ON正常 状态 2-ON故障指示灯全不亮 模拟部分故故障现象 障 故障点设置 故障点设置方法(参考注释?) 部分导联切换1、V2~V6导联不显1、三极管损坏、 异常 B1 示波形 1-ON正常 2、三极管换成2-ON故障 V2~V6导不显示波形 3-ON V2~V6不显示波形，关闭导联5
2、V2~V6不显示波PNP型 形，关闭导联时仍显示波形