??? 由于聽(tīng)診器接收到的是微弱的寬帶頻率信號(hào),，因此由聲音傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，需要經(jīng)過(guò)濾波檢波放大電路對(duì)心電波形進(jìn)行調(diào)理,，然后經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換送給單片機(jī)進(jìn)行處理,、存儲(chǔ)，并根據(jù)用戶設(shè)置在液晶顯示屏上實(shí)時(shí)顯示出來(lái),，以便用戶仔細(xì)觀察心音波形,。另外,，波形數(shù)據(jù)可以通過(guò)串行通信方式傳給上位機(jī)（PC機(jī)），再利用上位機(jī)強(qiáng)大的處理功能和模擬示波器軟件來(lái)顯示心電波形,。
1.1 拾音頭
??? 由于心音頻率較低（20～600Hz）,，在人耳可聽(tīng)頻域范圍的低頻段，因此選用傳聲器(話筒——將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的換能器）作為聲音傳感器,。聲音傳感器（話筒）有很多種類,，如駐極體式、動(dòng)圈式和電容式等,。本系統(tǒng)對(duì)傳感器的選取原則是：靈敏度高,，抗干擾能力強(qiáng)，除了要提取微弱的心音信號(hào)外,，還要求它不受人聲,、工頻等信號(hào)的干擾。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)比較,，設(shè)計(jì)中選用駐極體式話筒,。拾音器MIC的制作選用老式聽(tīng)診器的振膜頭部分。在振膜耳把套上20cm長(zhǎng)的橡皮管,，另一頭擠壓入一只微型駐極體話筒,，話筒的2根導(dǎo)線用屏蔽電纜接到電路中的MIC處，駐極體話筒處用熱縮套管加固,，以防止操作時(shí)產(chǎn)生不必要的噪聲干擾,。
1.2 信號(hào)調(diào)理電路
??? 信號(hào)調(diào)理電路如圖2所示，主要由三部分組成：(1)信號(hào)輸入級(jí)(第1級(jí)),。拾音頭輸出音頻信號(hào)經(jīng)耦合電容C1輸入信號(hào)處理電路,，為保證拾音頭正常工作須提供較大的負(fù)載電阻，為此設(shè)計(jì)中采用了由NPN三極管構(gòu)成的射極跟隨器作為輸入級(jí),。(2)濾波放大(第2級(jí)),。經(jīng)測(cè)量，心音頻率較低,，因此在信號(hào)放大的同時(shí)可將頻率在600Hz以上的信號(hào)全部濾除，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力,。設(shè)計(jì)中采用一階低通濾波電路,。(3)檢波放大(第3級(jí))。由于聲波圖形類似于調(diào)幅波形,，故需用檢波電路把迅速變化的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成變化較慢的直流電壓信號(hào),。檢波電路可分為峰值檢波、平均值檢波和均方根值檢波,。本電路中采用了峰值檢波,，它能給出一定時(shí)間間隔內(nèi)的最大值,。另外為便于采集并有效地利用A/D的轉(zhuǎn)換范圍，信號(hào)要放大到相應(yīng)的電平范圍之內(nèi),，故設(shè)計(jì)中使用了比例放大電路,。

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1.3 信號(hào)采樣
??? 心音頻率f在20Hz～600Hz之間，根據(jù)香農(nóng)（Shannon）采樣定理,，只要采樣的頻率高于或等于原來(lái)頻率的2倍,，就可以完整地重現(xiàn)原波形，因此選擇的A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率應(yīng)在1 200Hz以上,，故設(shè)計(jì)中選用了串行A/D轉(zhuǎn)換器TLC0831,。
??? 信號(hào)采樣電路的工作原理：把調(diào)理電路的模擬輸出信號(hào)用A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量后，再由單片機(jī)送到液晶顯示屏顯示,。
1.4 鍵盤顯示
??? 本系統(tǒng)選用了精電蓬遠(yuǎn)的QH12864T點(diǎn)陣式液晶顯示(LCD)模塊,。該模塊由控制器T6963C、列驅(qū)動(dòng)器T6A39,、行驅(qū)動(dòng)器T6A40及與外部設(shè)備的接口等部分組成,，它既能顯示字符（中文和西文字符），又能顯示圖形,，還能夠?qū)⒆址c圖形混合顯示,。
??? LCD與單片機(jī)的接口方法分為直接訪問(wèn)方式和間接控制方式。直接訪問(wèn)方式是把液晶模塊作為存儲(chǔ)器接在CPU的數(shù)據(jù)線,、地址線和控制線上,，同時(shí)把它的數(shù)據(jù)總線接在89S52的P0口上，片選以及寄存器選擇信號(hào)線由P2口提供,，讀寫操作由單片機(jī)的讀寫操作信號(hào)控制,。這種方式是以訪問(wèn)存儲(chǔ)器的方式來(lái)訪問(wèn)液晶顯示模塊。間接控制方式不使用單片機(jī)的數(shù)據(jù)系統(tǒng),，而是利用它的I/O口來(lái)實(shí)現(xiàn)與顯示模塊的通信,，即將液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)線與單片機(jī)的P0口連接作為數(shù)據(jù)總線，另外3根時(shí)序控制信號(hào)線通常利用89S52的P3口中未被使用的I/O口來(lái)控制,。這種訪問(wèn)方式不占用CPU的存儲(chǔ)器空間,，它的接口電路與時(shí)序無(wú)關(guān)，其時(shí)序完全靠軟件編程實(shí)現(xiàn),。間接控制方式的速度較直接訪問(wèn)方式快,，所以本設(shè)計(jì)中采用的是間接控制方式，具體連接如圖3所示,。

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??? 另外系統(tǒng)設(shè)置了6個(gè)按鍵,，用于圖形的拉伸、縮放,、存儲(chǔ),、回放及菜單式操作,。
2? 調(diào)理電路的調(diào)試
??? 一個(gè)正常人的心音圖如圖4所示，其中s1是第1心音,，s2是第2心音,；Systole代表心臟收縮期，Diastole代表心臟舒張期,。

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??? 經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路后的心音變成如圖5所示的波形,。

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3? 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
??? 系統(tǒng)選用的LCD是在圖形工作方式下，通過(guò)建立坐標(biāo)系,，利用位操作實(shí)現(xiàn)對(duì)心音波形的逼真顯示,。下面詳細(xì)介紹液晶顯示屏繪圖編程的算法和波形連續(xù)顯示。
3.1 繪圖編程的算法
??? 系統(tǒng)選用的是128×64點(diǎn)陣式圖形液晶顯示模塊,。要繪制心音波形只要根據(jù)A/D轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)據(jù)在液晶顯示器的對(duì)應(yīng)位置上繪點(diǎn)顯示,。首先在液晶平面上建立如圖6所示的顯示坐標(biāo)系。

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??? 圖中畫出了液晶顯示器在圖形工作方式下液晶平面的每一處所對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)地址情況,，數(shù)據(jù)為十六進(jìn)制,，并建立以左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)的坐標(biāo)系。這樣坐標(biāo)(X,，Y)的值都為正值,，簡(jiǎn)化了算法。其中X表示1～128個(gè)點(diǎn),，Y表示各個(gè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的幅值,。由于A/D采樣的數(shù)值為0~255，而LCD的行取值為0～63,，所以把幅值縮小一定的倍數(shù),，即Y=D/B，D為A/D采集的數(shù)字量,，B為該數(shù)縮小的倍數(shù),。由圖可以看出幅值Y加1，顯示緩沖區(qū)地址K就減少10H,，從而得到緩沖區(qū)地址的表達(dá)式：K=X/8-10H*Y＋0BF0H,。而緩沖區(qū)地址字節(jié)中對(duì)應(yīng)X除以8的余數(shù)的位就正好是要繪點(diǎn)的位置。只要利用位操作命令對(duì)它置位就可實(shí)現(xiàn)繪點(diǎn),。
3.2 波形顯示
??? 把采集的數(shù)據(jù)存放在RAM中,，RAM共存了8KB波形數(shù)據(jù)。而液晶顯示器1次只能顯示128個(gè)點(diǎn),，因此可以通過(guò)改變?cè)赗AM中讀數(shù)間隔來(lái)控制波形的橫向顯示，即每顯示完1個(gè)數(shù)據(jù),，RAM地址加N,，通過(guò)改變N的大小來(lái)拉開(kāi)或回縮信號(hào)波形,，以便于觀察。
??? 如果相鄰2個(gè)點(diǎn)的幅值稍有不同,，2個(gè)點(diǎn)的距離就會(huì)分開(kāi),，造成顯示不連續(xù)，影響視覺(jué)效果,。因而怎樣使波形顯示連續(xù),，是顯示信號(hào)波形中一個(gè)很重要的問(wèn)題。本系統(tǒng)中對(duì)這一問(wèn)題的解決方法：在LCD上每顯示完1個(gè)點(diǎn)后,，判斷它與前1個(gè)點(diǎn)的幅值差距,，即Y值值差，若大于8,，就要在2點(diǎn)之間插入若干點(diǎn)(X值不變,，只變Y值)，使2點(diǎn)連續(xù)起來(lái),，然后再進(jìn)行下1個(gè)點(diǎn)的顯示,。利用這種方法，可很好地實(shí)現(xiàn)心音波形的顯示,。波形顯示程序流程圖如圖7所示,。

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