心电模拟波形发生系统的设计

芯片内有一个8位DAC寄存器，形成两级缓冲方式，这样可使DAC在转换输出前一个数据的同时，采集下一个数据并送到8位输入寄存器，以提高D／A的转换速度。更重要的是，能够在多个转换器分时进行D／A转换时，可以同时输出模拟信号，使多个转换器并联工作，以增加转换位数，达到提高转换精度目的。考虑到要采用三路D／A，如果每一路独占8个I／O端口，再加上若干控制端口，处理器提供的I／O端口数远不能满足要求。所以计划采用共用数据端口，外接I／O口片选的方式来实现。这样可以节约16个I／O口，也满足了信号输出同步性的要求。
2．2 信号采集电路
根据除颤高压发生器的要求，当有高压放电信号时，由于高压除颤信号具有的放电电流具有双向性，并且是在5ms时间内将电压由12 V直流电压转换为4 000 V以上的高压，使电容容量达到较高的程度，所以在安全性能上要充分考虑。
由除颤的高压特性可以知道，除颤高压发生器采用单端正激式升压控制模式，除颤高压有两个明显的特性：
(1)变压比较大，由12 V直接升到4 000 V以上；
(2)对充电速度要求也比较高。
正激式变换优点是电路比较简单，工作稳定，可靠性高，不存在由于电路不平衡造成的偏饱和问题。
2．3 波形输出电路
选择4个不同心率的正常心电波形作为信号源，模拟输出Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，aVR，aVL，aVF心电信号。设探测电极在左上肢(LA)、右上肢(RA)、左下肢(LL)各点的电位分别为VL，VR，VF。
标准肢体导联关系式如下：

威尔逊中心电端电压为0，故有：

2．4 右腿驱动电路
右腿驱动电路是将采集到的心电信号进行反向放大，传到右腿驱动电极，对共模干扰信号来说这是个负反馈，因此可有效地削弱人体上感应的共模干扰信号，以达到较强抑制频率干扰的目的，采用右腿驱动，还可以使干扰电压降到1％以下，能够很好地达到所要求的效果。

3系统软件
系统软件设计主要是在嵌入式Linux硬件平台的基础上完成的。系统软件主要有主程序和产生的各种波形的子程序构成以及系统硬件驱动程序的编写。主程序主要是对各个子程序的调用和组织，使整个系统能够有序运行。驱动程序是为了能让系统内核和系统之间的接口正常运行的。软件也配合硬件电路进行心电采集、传输和模拟等。
3．1 应用程序的设计界面
软件开发工作主要涉及界面程序的开发。界面程序的编写主要是用Qt来完成的，驱动主要是用C编写的。界面设计是两种波形同时输出，反映正常的心电除颤过程。
系统的软件界面设置框图如图3所示。