CN204293154U - 一种便携式心电信号监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式心电信号监测装置，包括电源模块、心电信号检测模块和心电信号处理模块，心电信号检测模块包括信号接收模块、信号调理模块、高通滤波模块、低通滤波模块和电源调理模块，特点是信号调理模块采用型号为AD8232的信号调理芯片，信号接收模块与信号调理芯片的心电信号输入端相连，电源调理模块与信号调理芯片的电源端相连，高通滤波模块分别与信号调理芯片的高通滤波信号端及低通滤波模块相连，低通滤波模块与信号调理芯片的低通滤波信号端连接，低通滤波模块通过50Hz陷波电路与心电信号处理模块连接；优点是设计方便，大大减小了整体体积，降低了制作成本；使用较为方便，获得的数据较为真实。

Description

一种便携式心电信号监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种心电信号的监测装置，尤其是一种便携式心电信号监测装置。

背景技术

目前市面上的便携式心电信号监测装置价格能被大部分普通人接受，而且能够随身携带以便长期监测心电信号，使用较为方便，然而现有的便携式心电信号监测装置虽然相对于传统的医用心电监护仪而言已大大减小了整体体积，但真正对于人们而言还不够便携；而且监测系统功能比较单一，基本上只能在LCD显示屏上观看采集到的心电信号波形。

为了解决以上问题，人们发明了一种基于BMD101芯片的便携式心电信号监测装置，由于BMD101芯片的尺寸为3 mm x 3mm，因此该系统整体体积较小，携带更加方便。然而，BMD101芯片的集成度较高，不能根据实际的需求设计外围电路；BMD101芯片输出的数字信号，已经被芯片内部进行了数据处理，数据的真实性不够科学；BMD101芯片采用二导联方式，该种二导联方式因为没有右腿反馈电路，会导致信号失真。

还有一种便携式心电信号监测装置采用ADS1293芯片，ADS1293芯片的尺寸为5mm x 5mm，因此减小了该系统的整体体积；ADS1293芯片主要采用了五导联以上的导联方式，信号失真度较小，然而，采用五导联以上的导联方式需要在人身上的五处以上的对应位置处放置对应的电极，使用不够方便，而在采用二导联或三导联的导联方式时，信号保真度不高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种携带及使用方便且数据反映较为真实的便携式心电信号监测装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种便携式心电信号监测装置，包括电源模块、心电信号检测模块和心电信号处理模块，所述的心电信号检测模块包括信号接收模块、信号调理模块、高通滤波模块、低通滤波模块和电源调理模块，所述的信号调理模块采用型号为AD8232的信号调理芯片，所述的信号接收模块与所述的信号调理芯片的心电信号输入端相连，所述的电源调理模块与所述的信号调理芯片的电源端相连，所述的高通滤波模块分别与所述的信号调理芯片的高通滤波信号端及所述的低通滤波模块相连，所述的低通滤波模块与所述的信号调理芯片的低通滤波信号端连接，所述的低通滤波模块通过50Hz陷波电路与所述的心电信号处理模块连接。

所述的信号接收模块包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第一电容，所述的第一传感器、所述的第二传感器及所述的第三传感器分别用于检测人体三个不同部位的心电信号，所述的电源模块用于将外部5V电压转换为3.3V电压，所述的第一传感器分别与所述的第四电阻的一端及所述的第二电阻的一端连接，所述的第二传感器分别与所述的第一电阻的一端及所述的第五电阻的一端连接，所述的第三传感器与所述的第三电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压及所述的第五电阻的另一端连接，所述的第二电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第2引脚连接，所述的第一电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第3引脚连接，所述的第三电阻的另一端分别与所述的第一电容的一端及所述的信号调理芯片的第5引脚连接，所述的第一电容的另一端与所述的信号调理芯片的第4引脚连接，所述的信号调理芯片的第14引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接。第一传感器、第二传感器及第三传感器分别接在人体身上用于测量心电信号的三个特定位置，使用较为方便，且测得的信号传送至信号调理芯片进行处理后信号保真度较高，使数据反映更为真实。

所述的高通滤波模块包括第三电容、第四电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第十一电阻，所述的低通滤波模块包括第二电容、第五电容、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十三电阻及第一滑动变阻器，所述的第三电容的一端与所述的信号调理芯片的第1引脚连接，所述的第三电容的另一端分别与所述的第八电阻的一端及所述的信号调理芯片的第20引脚连接，所述的第八电阻的另一端分别与所述的第九电阻的一端及所述的第十一电阻的一端连接，所述的第九电阻的另一端与所述的第十电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第19引脚及所述的第十三电阻的一端连接，所述的第十电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第6引脚及所述的第四电容的一端连接，所述的第四电容的另一端分别与所述的信号调理芯片的第8引脚、所述的第二电容的一端、所述的第六电阻的一端及所述的第一滑动变阻器的固定端连接，所述的第十三电阻的另一端分别与所述的第十二电阻的一端及所述的第五电容的一端连接，所述的第十二电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第7引脚及所述的第二电容的另一端连接，所述的第六电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第9引脚、所述的第七电阻的一端及所述的第一滑动变阻器的滑动端连接，所述的第七电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第10引脚、所述的50Hz陷波电路及所述的第五电容的另一端连接。

所述的电源调理模块包括第十四电阻、第十五电阻、第六电容和第七电容，所述的第十四电阻的一端分别与所述的信号调理芯片的第18引脚、所述的第十五电阻的一端及所述的第七电容的一端连接，所述的第十四电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的信号调理芯片的第17引脚及所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端接地，所述的第六电容的另一端分别与所述的信号调理芯片的第16引脚及所述的第七电容的另一端连接，所述的第十五电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第14引脚连接。

所述的50Hz陷波电路包括第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二滑动变阻器、第一运算放大器及第二运算放大器，所述的第八电容的一端分别与所述的第七电阻的另一端及所述的第十八电阻的一端连接，所述的第八电容的另一端分别与所述的第十六电阻的一端、所述的第十七电阻的一端及所述的第九电容的一端连接，所述的第十八电阻的另一端分别与所述的第十九电阻的一端、所述的第十电容的一端及所述的第十一电容的一端连接，所述的第十电容的另一端分别与所述的第十一电容的另一端、所述的第十六电阻的另一端、所述的第十七电阻的另一端、所述的第二运算放大器的输出端及所述的第二运算放大器的负极输入端连接，所述的第十九电阻的另一端分别与所述的第九电容的另一端及所述的第一运算放大器的正极输入端连接，所述的第一运算放大器的负极输入端分别与所述的第一运算放大器的输出端、所述的心电信号处理模块及所述的第二滑动变阻器的第一固定端连接，所述的第二运算放大器的正极输入端与所述的第二滑动变阻器的滑动端连接，所述的第二滑动变阻器的第二固定端接地。由于心电信号的频率特性是0.05Hz~100Hz，市电电压产生的50Hz工频干扰会对心电信号造成严重的影响，所以设置50Hz陷波电路来滤除50Hz工频干扰产生的噪声，提高心电信号的信噪比。

所述的心电信号处理模块包括主控制模块及分别与所述的主控制模块连接的触摸显示屏模块、静态随机存储器模块、SD卡模块、外部闪存模块、带电可擦可编程只读存储器模块和温度传感器模块，所述的主控制模块与所述的第一运算放大器的输出端连接。

所述的主控制模块包括型号为STM32F103ZET6的控制芯片和重启模块，所述的静态随机存储器模块包括型号为IS62WV51216的 CMOS 静态内存芯片、第三十九电容、第四十电容和第三十电阻，所述的SD卡模块包括SD卡、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第九十一电阻、第九十二电阻、第九十三电阻、第九十四电阻、第九十五电阻和第九十六电阻，所述的外部闪存模块包括型号为W25Q64的串行Flash存储器和第七十一电容，所述的带电可擦可编程只读存储器模块包括型号为24C02的电可擦除可编程只读存储器、第七十九电容、第六十一电阻和第六十二电阻，所述的温度传感器模块包括型号为DS18B20的温度传感器芯片、第七十八电容和第五十七电阻，所述的重启模块包括第三十二电阻、开关和第五十一电容，所述的控制芯片的第35引脚与所述的第一运算放大器的输出端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第1引脚～第5引脚、第18引脚～第28引脚及第42引脚～第44引脚分别与所述的控制芯片的第10引脚～第15引脚、第50引脚、第53引脚～第57引脚、第80引脚～第82引脚及第87引脚～第90引脚一一连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第7引脚～第10引脚、第13引脚～第16引脚、第29引脚～第32引脚及第35引脚～第38引脚分别与所述的控制芯片的第60引脚、第63引脚～第68引脚及第77引脚～第79引脚一一连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第11引脚分别与所述的CMOS 静态内存芯片的第33引脚、所述的第三十九电容的一端、所述的第四十电容的一端及所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第12引脚接地，所述的CMOS 静态内存芯片的第12引脚分别与所述的CMOS 静态内存芯片的第34引脚、所述的第三十九电容的另一端及所述的第四十电容的另一端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第39引脚与所述的控制芯片的第141引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第40引脚与所述的控制芯片的第142引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第41引脚与所述的控制芯片的第118引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第17引脚与所述的控制芯片的第119引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第6引脚分别与所述的控制芯片的第125引脚及所述的第三十电阻的一端连接，所述的第三十电阻的另一端与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的SD卡的DATA2引脚分别与所述的第四十九电阻的一端及所述的第九十一电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA3引脚分别与所述的第五十电阻的一端及所述的第九十二电阻的一端连接，所述的SD卡的CMD引脚分别与所述的第五十一电阻的一端及所述的第九十三电阻的一端连接，所述的SD卡的VSS引脚接地，所述的SD卡的VDD引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的SD卡的CLK引脚分别与所述的第五十二电阻的一端及所述的第九十四电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA0引脚分别与所述的第五十三电阻的一端及所述的第九十五电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA1引脚分别与所述的第五十四电阻的一端及所述的第九十六电阻的一端连接，所述的第四十九电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第五十电阻的另一端、所述的第五十一电阻的另一端、所述的第五十二电阻的另一端、所述的第五十三电阻的另一端及所述的第五十四电阻的另一端连接，所述的第九十一电阻的另一端与所述的控制芯片的第91引脚连接，所述的第九十二电阻的另一端与所述的控制芯片的第75引脚连接，所述的第九十三电阻的另一端与所述的控制芯片的第74引脚连接，所述的第九十四电阻的另一端与所述的控制芯片的第76引脚连接，所述的第九十五电阻的另一端与所述的控制芯片的第116引脚连接，所述的第九十六电阻的另一端与所述的控制芯片的第93引脚连接，所述的串行Flash存储器的第1引脚与所述的控制芯片的第73引脚连接，所述的串行Flash存储器的第2引脚与所述的控制芯片的第75引脚连接，所述的串行Flash存储器的第3引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的串行Flash存储器的第4引脚接地，所述的串行Flash存储器的第5引脚与所述的控制芯片的第76引脚连接，所述的串行Flash存储器的第6引脚与所述的控制芯片的第74引脚连接，所述的串行Flash存储器的第7引脚分别与所述的串行Flash存储器的第8引脚、所述的电源模块转换的3.3V电压端及所述的第七十一电容的一端连接，所述的第七十一电容的另一端接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第1引脚～第4引脚均接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第8引脚分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第七十九电容的一端、所述的第六十一电阻的一端及所述的第六十二电阻的一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第7引脚接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第7引脚与所述的第七十九电容的另一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第6引脚分别与所述的控制芯片的第69引脚及所述的第六十一电阻的另一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第5引脚分别与所述的控制芯片的第70引脚及所述的第六十二电阻的另一端连接，所述的温度传感器芯片的第1引脚分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第七十八电容的一端及所述的第五十七电阻的一端连接，所述的温度传感器芯片的第2引脚分别与所述的第五十七电阻的另一端及所述的控制芯片的第126引脚连接，所述的温度传感器芯片的第3引脚及第4引脚均接地，所述的第三十二电阻的一端与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的第三十二电阻的另一端分别与所述的控制芯片的第25引脚、所述的第五十一电容的一端及所述的开关的一端连接，所述的开关的另一端及所述的第五十一电容的另一端均接地。STM32F103ZET6主频达到72MHz,使得整个系统运行更加的流畅。静态随机存储器模块能使整个系统运行更加流畅，提升用户友好性；外部闪存模块用于存储大字体以及系统的图标文件，使得整个系统更加美观；SD卡模块用于存储用户需要保存的心电信号的数据；整个心电信号处理模块用于对由心电信号检测模块采集得到的模拟信号进行AD转换，将转换得到的数字信号实时形象的在触摸显示屏模块的显示屏上进行显示，并统计实时心率数据，用户可以根据需求将具有生理意义的心电信号存储到SD卡。

所述的触摸显示屏模块采用2.8寸TFT液晶触摸显示屏模块。

所述的主控制模块还包括备用电源模块，所述的备用电源模块包括3V干电池、第四十六电容、第一二极管和第二二极管，所述的第一二极管的正极与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的第一二极管的负极分别与所述的控制芯片的第6引脚、所述的第二二极管的负极及所述的第四十六电容的一端连接，所述的第二二极管的正极与所述的3V干电池的正极连接，所述的第四十六电容的另一端及所述的3V干电池的负极均接地。RTC备用电源作为STM32F103ZET6的RTC时钟系统的备用电源，因为本系统存储心电信号信号时候将建立以实时时间为文件名称的TXT文件，所以时间的准确性对本系统十分重要，所以系统掉电时候RTC还需要工作。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过信号接收模块采集人体的心电信号数据，并将该心电信号数据发送至信号调理模块进行调理后，通过50Hz陷波电路传递至心电信号处理模块进行处理，其中信号调理模块采用型号为AD8232的信号调理芯片，该信号调理芯片采用20引脚的引脚架构芯片级封装结构，尺寸为4 mm x 4 mm，设计较为方便，且大大减小了本便携式心电信号监测装置的整体体积，同时降低了一定的制作成本；在采用二导联或三导联的方式时，信号保真度较好，因此仅需通过三个传感器获得人体的心电信号数据，使用较为方便，获得的数据较为真实。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构框图；

图2为本实用新型中心电信号检测模块的电路结构图；

图3为本实用新型中50Hz陷波电路的电路结构图；

图4为本实用新型中心电信号处理模块的结构框图；

图5为本实用新型中主控制模块的电路结构图；

图6为本实用新型中静态随机存储器模块的电路结构图；

图7为本实用新型中SD卡模块的电路结构图；

图8为本实用新型中外部闪存模块的电路结构图；

图9为本实用新型中带电可擦可编程只读存储器模块的电路结构图；

图10为本实用新型中温度传感器模块的电路结构图；

图11为本实用新型中触摸显示屏模块的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、图2所示，一种便携式心电信号监测装置，包括电源模块、心电信号检测模块和心电信号处理模块7，心电信号检测模块包括信号接收模块2、信号调理模块、高通滤波模块4、低通滤波模块5和电源调理模块3，信号调理模块采用型号为AD8232的信号调理芯片1，信号接收模块2与信号调理芯片1的心电信号输入端相连，电源调理模块3与信号调理芯片1的电源端相连，高通滤波模块4分别与信号调理芯片1的高通滤波信号端及低通滤波模块5相连，低通滤波模块5与信号调理芯片1的低通滤波信号端连接，低通滤波模块5通过50Hz陷波电路6与心电信号处理模块7连接。

如图2所示，信号接收模块2包括第一传感器（图未显示）、第二传感器（图未显示）、第三传感器（图未显示）、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5及第一电容C1，第一传感器、第二传感器及第三传感器分别用于检测人体三个不同部位的心电信号，电源模块用于将外部5V电压转换为3.3V电压，第一传感器分别与第四电阻R4的一端及第二电阻R2的一端连接，第二传感器分别与第一电阻R1的一端及第五电阻R5的一端连接，第三传感器与第三电阻R3的一端连接，第四电阻R4的另一端分别与电源模块转换的3.3V电压及第五电阻R5的另一端连接，第二电阻R2的另一端与信号调理芯片1的第2引脚连接，第一电阻R1的另一端与信号调理芯片1的第3引脚连接，第三电阻R3的另一端分别与第一电容C1的一端及信号调理芯片1的第5引脚连接，第一电容C1的另一端与信号调理芯片1的第4引脚连接，信号调理芯片1的第14引脚与电源模块转换的3.3V电压端连接，高通滤波模块4包括第三电容C3、第四电容C4、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10及第十一电阻R11，低通滤波模块5包括第二电容C2、第五电容C5、第六电阻R6、第七电阻R7、第十二电阻R12、第十三电阻R13及第一滑动变阻器W1，第三电容C3的一端与信号调理芯片1的第1引脚连接，第三电容C3的另一端分别与第八电阻R8的一端及信号调理芯片1的第20引脚连接，第八电阻R8的另一端分别与第九电阻R9的一端及第十一电阻R11的一端连接，第九电阻R9的另一端与第十电阻R10的一端连接，第十一电阻R11的另一端分别与信号调理芯片1的第19引脚及第十三电阻R13的一端连接，第十电阻R10的另一端分别与信号调理芯片1的第6引脚及第四电容C4的一端连接，第四电容C4的另一端分别与信号调理芯片1的第8引脚、第二电容C2的一端、第六电阻R6的一端及第一滑动变阻器W1的固定端连接，第十三电阻R13的另一端分别与第十二电阻R12的一端及第五电容C5的一端连接，第十二电阻R12的另一端分别与信号调理芯片1的第7引脚及第二电容C2的另一端连接，第六电阻R6的另一端分别与信号调理芯片1的第9引脚、第七电阻R7的一端及第一滑动变阻器W1的滑动端连接，第七电阻R7的另一端分别与信号调理芯片1的第10引脚、50Hz陷波电路6及第五电容C5的另一端连接，电源调理模块3包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第六电容C6和第七电容C7，第十四电阻R14的一端分别与信号调理芯片1的第18引脚、第十五电阻R15的一端及第七电容C7的一端连接，第十四电阻R14的另一端分别与电源模块转换的3.3V电压端、信号调理芯片1的第17引脚及第六电容C6的一端连接，第六电容C6的另一端接地，第六电容C6的另一端分别与信号调理芯片1的第16引脚及第七电容C7的另一端连接，第十五电阻R15的另一端与信号调理芯片1的第14引脚连接。

如图3所示，50Hz陷波电路6包括第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二滑动变阻器W2、第一运算放大器U41及第二运算放大器U42，第八电容C8的一端分别与第七电阻R7的另一端及第十八电阻R18的一端连接，第八电容C8的另一端分别与第十六电阻R16的一端、第十七电阻R17的一端及第九电容C9的一端连接，第十八电阻R18的另一端分别与第十九电阻R19的一端、第十电容C10的一端及第十一电容C11的一端连接，第十电容C10的另一端分别与第十一电容C11的另一端、第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的另一端、第二运算放大器U42的输出端及第二运算放大器U42的负极输入端连接，第十九电阻R19的另一端分别与第九电容C9的另一端及第一运算放大器U41的正极输入端连接，第一运算放大器U41的负极输入端分别与第一运算放大器U41的输出端、心电信号处理模块7及第二滑动变阻器W2的第一固定端连接，第二运算放大器U42的正极输入端与第二滑动变阻器W2的滑动端连接，第二滑动变阻器W2的第二固定端接地。

如图3、图4所示，心电信号处理模块7包括主控制模块71及分别与主控制模块71连接的触摸显示屏模块72、静态随机存储器模块73、SD卡模块74、外部闪存模块75、带电可擦可编程只读存储器模块76和温度传感器模块77，主控制模块71与第一运算放大器U41的输出端连接。

如图5所示，主控制模块71包括型号为STM32F103ZET6的控制芯片U4、重启模块和备用电源模块，控制芯片U4的第35引脚与第一运算放大器U41的输出端连接，重启模块包括第三十二电阻R32、开关RESET和第五十一电容C51，第三十二电阻R32的一端与电源模块转换的3.3V电压端连接，第三十二电阻R32的另一端分别与控制芯片U4的第25引脚、第五十一电容C51的一端及开关RESET的一端连接，开关RESET的另一端及第五十一电容C51的另一端均接地，备用电源模块包括3V干电池、第四十六电容C46、第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的正极与电源模块转换的3.3V电压端连接，第一二极管D1的负极分别与控制芯片U4的第6引脚、第二二极管D2的负极及第四十六电容C46的一端连接，第二二极管D2的正极与3V干电池的正极连接，第四十六电容C46的另一端及3V干电池的负极均接地。

如图6所示，静态随机存储器模块73包括型号为IS62WV51216的 CMOS 静态内存芯片U2、第三十九电容C39、第四十电容C40和第三十电阻R30，CMOS 静态内存芯片U2的第1引脚～第5引脚、第18引脚～第28引脚及第42引脚～第44引脚分别与控制芯片U4的第10引脚～第15引脚、第50引脚、第53引脚～第57引脚、第80引脚～第82引脚及第87引脚～第90引脚一一连接，CMOS 静态内存芯片U2的第7引脚～第10引脚、第13引脚～第16引脚、第29引脚～第32引脚及第35引脚～第38引脚分别与控制芯片U4的第60引脚、第63引脚～第68引脚及第77引脚～第79引脚一一连接，CMOS 静态内存芯片U2的第11引脚分别与CMOS 静态内存芯片U2的第33引脚、第三十九电容C39的一端、第四十电容C40的一端及电源模块转换的3.3V电压端连接，CMOS 静态内存芯片U2的第12引脚接地，CMOS 静态内存芯片U2的第12引脚分别与CMOS 静态内存芯片U2的第34引脚、第三十九电容C39的另一端及第四十电容C40的另一端连接，CMOS 静态内存芯片U2的第39引脚与控制芯片U4的第141引脚连接，CMOS 静态内存芯片U2的第40引脚与控制芯片U4的第142引脚连接，CMOS 静态内存芯片U2的第41引脚与控制芯片U4的第118引脚连接，CMOS 静态内存芯片U2的第17引脚与控制芯片U4的第119引脚连接，CMOS 静态内存芯片U2的第6引脚分别与控制芯片U4的第125引脚及第三十电阻R30的一端连接，第三十电阻R30的另一端与电源模块转换的3.3V电压端连接。

如图7所示，SD卡模块74包括SD卡、第四十九电阻R49、第五十电阻R50、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第五十四电阻R54、第九十一电阻R91、第九十二电阻R92、第九十三电阻R93、第九十四电阻R94、第九十五电阻R95和第九十六电阻R96，SD卡的DATA2引脚分别与第四十九电阻R49的一端及第九十一电阻R91的一端连接，SD卡的DATA3引脚分别与第五十电阻R50的一端及第九十二电阻R92的一端连接，SD卡的CMD引脚分别与第五十一电阻R51的一端及第九十三电阻R93的一端连接，SD卡的VSS引脚接地，SD卡的VDD引脚与电源模块转换的3.3V电压端连接，SD卡的CLK引脚分别与第五十二电阻R52的一端及第九十四电阻R94的一端连接，SD卡的DATA0引脚分别与第五十三电阻R53的一端及第九十五电阻R95的一端连接，SD卡的DATA1引脚分别与第五十四电阻R54的一端及第九十六电阻R96的一端连接，第四十九电阻R49的另一端分别与电源模块转换的3.3V电压端、第五十电阻R50的另一端、第五十一电阻R51的另一端、第五十二电阻R52的另一端、第五十三电阻R53的另一端及第五十四电阻R54的另一端连接，第九十一电阻R91的另一端与控制芯片U4的第91引脚连接，第九十二电阻R92的另一端与控制芯片U4的第75引脚连接，第九十三电阻R93的另一端与控制芯片U4的第74引脚连接，第九十四电阻R94的另一端与控制芯片U4的第76引脚连接，第九十五电阻R95的另一端与控制芯片U4的第116引脚连接，第九十六电阻R96的另一端与控制芯片U4的第93引脚连接。

如图8所示，外部闪存模块75包括型号为W25Q64的串行Flash存储器U9和第七十一电容C71，串行Flash存储器U9的第1引脚与控制芯片U4的第73引脚连接，串行Flash存储器U9的第2引脚与控制芯片U4的第75引脚连接，串行Flash存储器U9的第3引脚与电源模块转换的3.3V电压端连接，串行Flash存储器U9的第4引脚接地，串行Flash存储器U9的第5引脚与控制芯片U4的第76引脚连接，串行Flash存储器U9的第6引脚与控制芯片U4的第74引脚连接，串行Flash存储器U9的第7引脚分别与串行Flash存储器U9的第8引脚、电源模块转换的3.3V电压端及第七十一电容C71的一端连接，第七十一电容C71的另一端接地。

如图9所示，带电可擦可编程只读存储器模块76包括型号为24C02的电可擦除可编程只读存储器U15、第七十九电容C79、第六十一电阻R61和第六十二电阻R62，电可擦除可编程只读存储器U15的第1引脚～第4引脚均接地，电可擦除可编程只读存储器U15的第8引脚分别与电源模块转换的3.3V电压端、第七十九电容C79的一端、第六十一电阻R61的一端及第六十二电阻R62的一端连接，电可擦除可编程只读存储器U15的第7引脚接地，电可擦除可编程只读存储器U15的第7引脚与第七十九电容C79的另一端连接，电可擦除可编程只读存储器U15的第6引脚分别与控制芯片U4的第69引脚及第六十一电阻R61的另一端连接，电可擦除可编程只读存储器U15的第5引脚分别与控制芯片U4的第70引脚及第六十二电阻R62的另一端连接。

如图10所示，温度传感器模块77包括型号为DS18B20的温度传感器芯片U13、第七十八电容C78和第五十七电阻R57，温度传感器芯片U13的第1引脚分别与电源模块转换的3.3V电压端、第七十八电容C78的一端及第五十七电阻R57的一端连接，温度传感器芯片U13的第2引脚分别与第五十七电阻R57的另一端及控制芯片U4的第126引脚连接，温度传感器芯片U13的第3引脚及第4引脚均接地。

如图11所示，触摸显示屏模块72采用2.8寸TFT液晶触摸显示屏模块72，该2.8寸TFT液晶触摸显示屏模块72为采用在市面上直接购买的成型模块。

本便携式心电信号监测装置的工作原理为：通过心电信号检测模块检测人体身上的心电信号，心电信号检测模块将检测到的心电信号调理后发送至主控制模块71，主控制模块71将接收到的心电信号进行AD转换后通过触摸显示屏模块72进行显示。

在本系统的电源模块中，可采用型号为AM1117的正向低压降稳压器将外部5V电源降压之后转换得到3.3V电压传输至各个模块作为工作电压，静态随机存储器模块73主要用于存储系统要运行的字库文件等信息，外部闪存模块75能够使本系统运行更加流畅，提高系统的实用性和可操作性；SD卡模块74能够保存心电信号数据以及系统运行时产生的一些图片，温度传感器模块77能够检测系统工作时准确的环境温度。

由于主控制模块71采用μC/OS-II系统，以及需要运行UCGUI这一种嵌入式应用中的图形支持系统，所以主控制模块71对静态存储器的要求较高，因此在静态随机存储器模块73 中使用了一片容量为1M的型号为IS62WV51216的 CMOS 静态内存芯片U2，这样可以使得本系统运行更加流畅；本系统还可以搭配HC-06这个蓝牙模块，主控制模块71通过蓝牙模块能将心电信号数据发送给手机端上相应的APP软件进行处理。

Claims (9)

1.一种便携式心电信号监测装置，包括电源模块、心电信号检测模块和心电信号处理模块，所述的心电信号检测模块包括信号接收模块、信号调理模块、高通滤波模块、低通滤波模块和电源调理模块，其特征在于所述的信号调理模块采用型号为AD8232的信号调理芯片，所述的信号接收模块与所述的信号调理芯片的心电信号输入端相连，所述的电源调理模块与所述的信号调理芯片的电源端相连，所述的高通滤波模块分别与所述的信号调理芯片的高通滤波信号端及所述的低通滤波模块相连，所述的低通滤波模块与所述的信号调理芯片的低通滤波信号端连接，所述的低通滤波模块通过50Hz陷波电路与所述的心电信号处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的信号接收模块包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻及第一电容，所述的第一传感器、所述的第二传感器及所述的第三传感器分别用于检测人体三个不同部位的心电信号，所述的电源模块用于将外部5V电压转换为3.3V电压，所述的第一传感器分别与所述的第四电阻的一端及所述的第二电阻的一端连接，所述的第二传感器分别与所述的第一电阻的一端及所述的第五电阻的一端连接，所述的第三传感器与所述的第三电阻的一端连接，所述的第四电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压及所述的第五电阻的另一端连接，所述的第二电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第2引脚连接，所述的第一电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第3引脚连接，所述的第三电阻的另一端分别与所述的第一电容的一端及所述的信号调理芯片的第5引脚连接，所述的第一电容的另一端与所述的信号调理芯片的第4引脚连接，所述的信号调理芯片的第14引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接。

3.根据权利要求2所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的高通滤波模块包括第三电容、第四电容、第八电阻、第九电阻、第十电阻及第十一电阻，所述的低通滤波模块包括第二电容、第五电容、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十三电阻及第一滑动变阻器，所述的第三电容的一端与所述的信号调理芯片的第1引脚连接，所述的第三电容的另一端分别与所述的第八电阻的一端及所述的信号调理芯片的第20引脚连接，所述的第八电阻的另一端分别与所述的第九电阻的一端及所述的第十一电阻的一端连接，所述的第九电阻的另一端与所述的第十电阻的一端连接，所述的第十一电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第19引脚及所述的第十三电阻的一端连接，所述的第十电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第6引脚及所述的第四电容的一端连接，所述的第四电容的另一端分别与所述的信号调理芯片的第8引脚、所述的第二电容的一端、所述的第六电阻的一端及所述的第一滑动变阻器的固定端连接，所述的第十三电阻的另一端分别与所述的第十二电阻的一端及所述的第五电容的一端连接，所述的第十二电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第7引脚及所述的第二电容的另一端连接，所述的第六电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第9引脚、所述的第七电阻的一端及所述的第一滑动变阻器的滑动端连接，所述的第七电阻的另一端分别与所述的信号调理芯片的第10引脚、所述的50Hz陷波电路及所述的第五电容的另一端连接。

4.根据权利要求2所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的电源调理模块包括第十四电阻、第十五电阻、第六电容和第七电容，所述的第十四电阻的一端分别与所述的信号调理芯片的第18引脚、所述的第十五电阻的一端及所述的第七电容的一端连接，所述的第十四电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的信号调理芯片的第17引脚及所述的第六电容的一端连接，所述的第六电容的另一端接地，所述的第六电容的另一端分别与所述的信号调理芯片的第16引脚及所述的第七电容的另一端连接，所述的第十五电阻的另一端与所述的信号调理芯片的第14引脚连接。

5.根据权利要求2所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的50Hz陷波电路包括第八电容、第九电容、第十电容、第十一电容、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二滑动变阻器、第一运算放大器及第二运算放大器，所述的第八电容的一端分别与所述的第七电阻的另一端及所述的第十八电阻的一端连接，所述的第八电容的另一端分别与所述的第十六电阻的一端、所述的第十七电阻的一端及所述的第九电容的一端连接，所述的第十八电阻的另一端分别与所述的第十九电阻的一端、所述的第十电容的一端及所述的第十一电容的一端连接，所述的第十电容的另一端分别与所述的第十一电容的另一端、所述的第十六电阻的另一端、所述的第十七电阻的另一端、所述的第二运算放大器的输出端及所述的第二运算放大器的负极输入端连接，所述的第十九电阻的另一端分别与所述的第九电容的另一端及所述的第一运算放大器的正极输入端连接，所述的第一运算放大器的负极输入端分别与所述的第一运算放大器的输出端、所述的心电信号处理模块及所述的第二滑动变阻器的第一固定端连接，所述的第二运算放大器的正极输入端与所述的第二滑动变阻器的滑动端连接，所述的第二滑动变阻器的第二固定端接地。

6.根据权利要求5所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的心电信号处理模块包括主控制模块及分别与所述的主控制模块连接的触摸显示屏模块、静态随机存储器模块、SD卡模块、外部闪存模块、带电可擦可编程只读存储器模块和温度传感器模块，所述的主控制模块与所述的第一运算放大器的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的主控制模块包括型号为STM32F103ZET6的控制芯片和重启模块，所述的静态随机存储器模块包括型号为IS62WV51216的 CMOS 静态内存芯片、第三十九电容、第四十电容和第三十电阻，所述的SD卡模块包括SD卡、第四十九电阻、第五十电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第九十一电阻、第九十二电阻、第九十三电阻、第九十四电阻、第九十五电阻和第九十六电阻，所述的外部闪存模块包括型号为W25Q64的串行Flash存储器和第七十一电容，所述的带电可擦可编程只读存储器模块包括型号为24C02的电可擦除可编程只读存储器、第七十九电容、第六十一电阻和第六十二电阻，所述的温度传感器模块包括型号为DS18B20的温度传感器芯片、第七十八电容和第五十七电阻，所述的重启模块包括第三十二电阻、开关和第五十一电容，所述的控制芯片的第35引脚与所述的第一运算放大器的输出端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第1引脚～第5引脚、第18引脚～第28引脚及第42引脚～第44引脚分别与所述的控制芯片的第10引脚～第15引脚、第50引脚、第53引脚～第57引脚、第80引脚～第82引脚及第87引脚～第90引脚一一连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第7引脚～第10引脚、第13引脚～第16引脚、第29引脚～第32引脚及第35引脚～第38引脚分别与所述的控制芯片的第60引脚、第63引脚～第68引脚及第77引脚～第79引脚一一连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第11引脚分别与所述的CMOS 静态内存芯片的第33引脚、所述的第三十九电容的一端、所述的第四十电容的一端及所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第12引脚接地，所述的CMOS 静态内存芯片的第12引脚分别与所述的CMOS 静态内存芯片的第34引脚、所述的第三十九电容的另一端及所述的第四十电容的另一端连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第39引脚与所述的控制芯片的第141引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第40引脚与所述的控制芯片的第142引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第41引脚与所述的控制芯片的第118引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第17引脚与所述的控制芯片的第119引脚连接，所述的CMOS 静态内存芯片的第6引脚分别与所述的控制芯片的第125引脚及所述的第三十电阻的一端连接，所述的第三十电阻的另一端与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的SD卡的DATA2引脚分别与所述的第四十九电阻的一端及所述的第九十一电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA3引脚分别与所述的第五十电阻的一端及所述的第九十二电阻的一端连接，所述的SD卡的CMD引脚分别与所述的第五十一电阻的一端及所述的第九十三电阻的一端连接，所述的SD卡的VSS引脚接地，所述的SD卡的VDD引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的SD卡的CLK引脚分别与所述的第五十二电阻的一端及所述的第九十四电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA0引脚分别与所述的第五十三电阻的一端及所述的第九十五电阻的一端连接，所述的SD卡的DATA1引脚分别与所述的第五十四电阻的一端及所述的第九十六电阻的一端连接，所述的第四十九电阻的另一端分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第五十电阻的另一端、所述的第五十一电阻的另一端、所述的第五十二电阻的另一端、所述的第五十三电阻的另一端及所述的第五十四电阻的另一端连接，所述的第九十一电阻的另一端与所述的控制芯片的第91引脚连接，所述的第九十二电阻的另一端与所述的控制芯片的第75引脚连接，所述的第九十三电阻的另一端与所述的控制芯片的第74引脚连接，所述的第九十四电阻的另一端与所述的控制芯片的第76引脚连接，所述的第九十五电阻的另一端与所述的控制芯片的第116引脚连接，所述的第九十六电阻的另一端与所述的控制芯片的第93引脚连接，所述的串行Flash存储器的第1引脚与所述的控制芯片的第73引脚连接，所述的串行Flash存储器的第2引脚与所述的控制芯片的第75引脚连接，所述的串行Flash存储器的第3引脚与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的串行Flash存储器的第4引脚接地，所述的串行Flash存储器的第5引脚与所述的控制芯片的第76引脚连接，所述的串行Flash存储器的第6引脚与所述的控制芯片的第74引脚连接，所述的串行Flash存储器的第7引脚分别与所述的串行Flash存储器的第8引脚、所述的电源模块转换的3.3V电压端及所述的第七十一电容的一端连接，所述的第七十一电容的另一端接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第1引脚～第4引脚均接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第8引脚分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第七十九电容的一端、所述的第六十一电阻的一端及所述的第六十二电阻的一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第7引脚接地，所述的电可擦除可编程只读存储器的第7引脚与所述的第七十九电容的另一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第6引脚分别与所述的控制芯片的第69引脚及所述的第六十一电阻的另一端连接，所述的电可擦除可编程只读存储器的第5引脚分别与所述的控制芯片的第70引脚及所述的第六十二电阻的另一端连接，所述的温度传感器芯片的第1引脚分别与所述的电源模块转换的3.3V电压端、所述的第七十八电容的一端及所述的第五十七电阻的一端连接，所述的温度传感器芯片的第2引脚分别与所述的第五十七电阻的另一端及所述的控制芯片的第126引脚连接，所述的温度传感器芯片的第3引脚及第4引脚均接地，所述的第三十二电阻的一端与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的第三十二电阻的另一端分别与所述的控制芯片的第25引脚、所述的第五十一电容的一端及所述的开关的一端连接，所述的开关的另一端及所述的第五十一电容的另一端均接地。

8.根据权利要求6所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的触摸显示屏模块采用2.8寸TFT液晶触摸显示屏模块。

9.根据权利要求6所述的一种便携式心电信号监测装置，其特征在于所述的主控制模块还包括备用电源模块，所述的备用电源模块包括3V干电池、第四十六电容、第一二极管和第二二极管，所述的第一二极管的正极与所述的电源模块转换的3.3V电压端连接，所述的第一二极管的负极分别与所述的控制芯片的第6引脚、所述的第二二极管的负极及所述的第四十六电容的一端连接，所述的第二二极管的正极与所述的3V干电池的正极连接，所述的第四十六电容的另一端及所述的3V干电池的负极均接地。