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【TI大赛参赛作品】基于MSP430FR5969的DIY心电监测仪软硬件设计与实现(附完整资料)- 电路方案

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简介:
本项目是一款基于MSP430FR5969微控制器的心电监测仪,涵盖软硬件设计。旨在通过DIY方式为用户提供一个低成本、便携式的心电监测解决方案,并提供完整的设计资料和电路图。 本设计以超低功耗MSP430FR5969微控制器为核心,并结合简单的外围电路来实现创意方案的设计。该系统主要负责心电、加速度及热释电传感器信号的采集与处理,涵盖了硬件和软件两方面的设计。 **系统框图** - **可穿戴动态心电模块** - 加速度传感器MPU6050:在运动状态下确保MCU能够持续采集到心电信号。 - 心电传感器AD8232:主要用于放大差分和滤波前端的心电信号,以便MSP430FR5969微控制器进行数据采集。 - **MSP430FR5969**:作为核心器件,负责处理和传输所收集的数据,并控制整个系统运行。 - **DEBUG接口**: 用于连接TI LaunchPad以实现在线调试仿真及程序下载等功能。 - **ECG LEAD接口**: 在不穿戴情况下通过心电导联线直接与人体接触采集信号的接口。 - **Bluetooth接口**:支持蓝牙无线模块,实现实时数据传输至PC上位机或手机等设备。该方案成熟且使用简便。 - **DC-BOOST电源管理IC (TI TLV61220BVT)**: 在低电压环境下(如纽扣电池供电)能够提升输入电压以支持MCU正常工作。 此外,系统还包括人体热释电红外传感器PIR用于体温数据采集。AD8232心率监测器是一款低成本高效的产品,适用于在运动或远程放置电极的环境中提取、放大及过滤微弱的心电信号。该设计利用集成信号调理模块来减少ECG上的噪音干扰,并通过一个运算放大器从PR和QT间断中获取有效的生物电信号。 附件包含原理图BOM以及相关软件资料,方便进一步研究与开发。

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客服
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  • TIMSP430FR5969DIY)-
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    本项目是一款基于MSP430FR5969微控制器的心电监测仪,涵盖软硬件设计。旨在通过DIY方式为用户提供一个低成本、便携式的心电监测解决方案,并提供完整的设计资料和电路图。 本设计以超低功耗MSP430FR5969微控制器为核心,并结合简单的外围电路来实现创意方案的设计。该系统主要负责心电、加速度及热释电传感器信号的采集与处理,涵盖了硬件和软件两方面的设计。 **系统框图** - **可穿戴动态心电模块** - 加速度传感器MPU6050:在运动状态下确保MCU能够持续采集到心电信号。 - 心电传感器AD8232:主要用于放大差分和滤波前端的心电信号,以便MSP430FR5969微控制器进行数据采集。 - **MSP430FR5969**:作为核心器件,负责处理和传输所收集的数据,并控制整个系统运行。 - **DEBUG接口**: 用于连接TI LaunchPad以实现在线调试仿真及程序下载等功能。 - **ECG LEAD接口**: 在不穿戴情况下通过心电导联线直接与人体接触采集信号的接口。 - **Bluetooth接口**:支持蓝牙无线模块,实现实时数据传输至PC上位机或手机等设备。该方案成熟且使用简便。 - **DC-BOOST电源管理IC (TI TLV61220BVT)**: 在低电压环境下(如纽扣电池供电)能够提升输入电压以支持MCU正常工作。 此外,系统还包括人体热释电红外传感器PIR用于体温数据采集。AD8232心率监测器是一款低成本高效的产品,适用于在运动或远程放置电极的环境中提取、放大及过滤微弱的心电信号。该设计利用集成信号调理模块来减少ECG上的噪音干扰,并通过一个运算放大器从PR和QT间断中获取有效的生物电信号。 附件包含原理图BOM以及相关软件资料,方便进一步研究与开发。
  • 【可穿戴子】MSP430FR5969动态-
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    本项目介绍了一种基于MSP430FR5969微控制器的心电监测仪设计方案,提供实时心率监测与数据分析功能,适用于可穿戴设备。 本设计以超低功耗的MSP430FR5969微控制器为核心,并辅以简单的外围电路,旨在实现心电、加速度及热释电传感器信号采集与处理系统的方案设计,涵盖硬件和软件的设计与实施。其中,心电信号前端采集电路是关键部分,负责正确提取信号。MSP430FR5969芯片能够完成模拟信号的A/D转换、数字信号处理以及Bluetooth通信等功能。 本项目实现了以MSP430FR5969为核心系统的动态心电波形显示、心率测量与体温监测功能,并且还具备通过Bluetooth技术实现与PC机及手机之间的数据传输能力,从而设计出了一款可穿戴式的心电监测设备。由于MSP430FR5969芯片具有丰富的片上资源和超低功耗工作模式,在产品配置灵活性、系统扩展性以及可靠性方面均表现优异,因此非常适合用于可穿戴产品的开发。 总体而言,本设计方案能够较好地实现预期目标,并完成了硬件与软件系统的初步设计及调试。测试结果显示该设备基本满足了设计要求。
  • ——STC单片机智能小车
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    本项目为电子设计大赛参赛作品,提出了一种基于STC单片机的智能小车电路设计方案。该方案集成了先进的传感器技术和高效的算法,旨在实现车辆自主避障、路径规划等功能,具有广阔的应用前景和创新价值。 智能小车平台需要实现的功能包括:上位机通过无线遥控发送速度、转向、行车时间、轨迹规划以及自动避障的控制命令,并反馈实时的速度、距离、电源电压及功率等状态数据。 硬件原理如下: 1. 电机驱动: 智能小车采用12V直流电机作为后轮驱动力,6V步进电机用于前轮转向。因此需要设计电路来驱动这两种类型的电机。为了控制车辆速度和方向(包括转向、前进、倒退及停车),我们使用H桥电路,并通过改变电压的占空比调整转速。这里采用了L298N芯片进行电机驱动,此芯片适用于5-36V直流电机或四拍步进电机的驱动需求。在主控芯片与L298N之间加入光耦TLP521-4以减少干扰信号的影响。 2. 光电对管测速:使用TCRT5000光电传感器,该器件由发光二极管和光电三极管组成,在车轮上贴有反射片的情况下,可以通过检测输出脉冲频率来计算速度。具体来说,如果每圈上有n个反射标记,则可以利用公式f/n(其中f为测得的脉冲频率)得出当前的速度值。 3. 超声波测距:本设计采用往返时间法测量距离。通过单片机生成40kHz左右的方波信号来驱动超声发射器,然后接收反射回来的声音信号并转换成电信号进行处理,最终计算出目标的距离信息。 4. 电源模块:为满足体积、重量和电能容量的需求,选择8节1.5V锂电池串联作为总电源输出(即产生12V电压),采用LM78L05与LM317构成整个电源系统来保证稳定供电。 5. 无线通信模块:使用串行接口的蓝牙模块实现PC机和主控芯片之间的数据传输。由于两者的电平标准不同,需要添加适当的电平转换电路以确保正常通讯功能。 以上就是智能小车平台的主要组成部分及其工作原理概述。
  • :循迹小车DIY(含图和程序源码)-
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    本项目提供了一款循迹小车的完整设计方案,包括详细的电路图及程序源代码。旨在帮助电子竞赛参赛者与爱好者们了解并实践自动循迹技术。 该智能小车基于STC12LE5412AD单片机设计,硬件组成包括反射式光电轨迹采样电路、MCU控制部分、直流电机H桥驱动器以及小车USB下载RF接口等模块。此项目是对“寻迹小车”的升级,在结构上进行了改进,码盘从原来的每圈10(或20)个增加到了50(或100)个;同时优化了电机的驱动防护逻辑,既能实现四个状态控制以避免短路现象,又减少了PWM控制所需的软件资源消耗,并且一个电机只需要使用3个I/O口(而原来需要4个)。其余部分没有进行大的改动。因此,在程序修改上只需针对新的电机驱动部分进行调整。 为了更好地利用PCA硬件来实现PWM功能,以便日后可以支持RTOS的运行环境,暂时取消了对PWM频率的调节能力;在未来有更佳方案时再作考虑。鉴于该小车需要支持所有寻迹功能,故将整个程序模块化处理以方便阅读和调试。具体来说: 1. 主控程序:负责调度消息、初始化系统; 2. 电机驱动模块:包含与电机控制相关的全部函数,接受不同的指令并执行相应的动作; 3. 轨迹采样模块:涉及所有轨迹信息的采集及处理过程,并输出最终的状态结果; 4. 走轨迹控制模块:根据获取到的信息和设定策略发出对应的电机操作命令;同时该部分也包含了调试相关的功能。
  • 高校
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    本作品是高校软件设计大赛中的参赛项目,旨在解决实际问题或优化现有技术方案,通过创新思维和团队合作展现大学生的技术实力与创意。 高校软件设计大赛作品介绍:基于ASP.NET的数字化校园日常生活管理系统,涵盖大学生生活的各个方面。
  • 直流数控稳压——
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    本作品是一款基于数字控制技术的高效、稳定的直流电源方案,专为电子设计大赛打造。该电源采用先进的PWM调制技术和微处理器控制系统,实现了高精度电压和电流调节功能,并具有良好的负载适应性和温度补偿特性。此外,它还具备完善的保护机制,包括过压、欠压、短路及过温保护等,确保设备的安全运行。此方案不仅适用于实验室测试与研究,也能广泛应用于工业自动化控制等领域。 电子设计大赛中的直流数控稳压电源项目具有较高的参考价值。
  • 自动往返小车——
    优质
    本作品为电子设计大赛参赛项目,旨在设计一款能够实现自主往返的智能小车。通过集成传感器、控制器和执行器等模块,车辆可感知环境并做出相应决策,以完成既定任务,展示现代科技在自动化领域的应用潜力。 2001年电子设计大赛中的自动往返小车项目包括电路图等相关资料。
  • AD8232系统(含原理图、PCB和源码)-
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    本项目设计了一款基于AD8232芯片的心电及心率监测系统,提供详细电路原理图、PCB布局以及完整源代码,旨在为医疗健康领域提供准确可靠的数据支持。 AD8232单导联心率监测器设计介绍:这款低成本且高效的模拟设备能够测量心脏的心率活动。它通过绘制心电图或输出信号的方式帮助我们进行有效的监控与分析。由于ECG(心电图)通常会受到大量噪声的干扰,而AD8232则利用一个运算放大器来从PR和QT间断中提取出有用的生物电信号。 AD8232是一款专为ECG和其他生物电测量应用设计的集成信号调理模块。它能够在存在运动或远程电极放置引起的噪音情况下有效地获取、放大及过滤微弱的生物电信号,从而使得超低功耗模数转换器(ADC)或者嵌入式微控制器能够轻松采集输出信号。 AD8232心率监测传感器特性包括:工作电压为3.3V;提供模拟输出;电极断开检测功能;休眠模式控制引脚;LED指示灯以及用于生物医学垫连接的3.5mm插孔。此外,还包含原理图和PCB源文件、基于Arduino单片机测试代码及设计说明等资料。 实物图片展示:(此处省略具体图像描述) 附带内容包括AD8232心率监测传感器的详细原理图与PCB源文件以及数据手册等相关文档。
  • TI CC2541 胎压-
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    本设计采用TI公司的CC2541芯片,提出了一种高效的胎压监测系统电路方案。该方案具备低功耗、高精度和远距离传输的特点,适用于汽车安全领域。 胎压监测系统对于许多人来说可能还是一个相对陌生的概念,但就其功能而言,在安全性配置中的重要性不容忽视。然而在很长一段时间内,并没有人真正重视它的存在。 想象一下,无论你的发动机或底盘性能多么优越,这些优势最终都要通过轮胎与地面的接触来体现出来。如果胎压不正确,则车辆的各项性能将无法得到充分发挥。据相关数据显示,由爆胎引发的重大交通事故占比较高,而其中最常见的一种原因就是胎压不足。 当胎内气压过高时,会减少轮胎与路面的实际接触面积,并且此时轮胎所承受的压力也会相应增大,这会导致抓地力的下降。此外,在车辆经过坑洼或颠簸路段时,由于没有足够的空间来吸收震动,除了影响行驶稳定性和乘坐舒适性外,还会增加对悬挂系统的冲击力度。 因此合适的胎压不仅有助于提升驾驶体验,更是保证行车安全的重要措施之一。 世平集团合作伙伴升润公司推出了一款基于TI CC2541 芯片的轮胎压力监控解决方案。该方案能够实时监测轮胎的压力值、温度变化以及电量状况,并将这些数据传输到手机应用程序中以便用户随时查看车辆状态,为用户提供安全保障。 核心技术优势包括: - 支持对多个轮胎进行气压和电量检测。 - 实时获取轮胎内部温度信息的变化情况。 - 可同时控制4至6个轮胎的工作状态。 方案规格如下: - 当监测到异常状况时可以触发报警机制提醒驾驶员注意安全问题。 - 允许一个应用程序管理多辆汽车的数据传输需求。 - 采用TI CC2541作为主控芯片,该款芯片是专为低能耗蓝牙通信设计的系统级集成电路(SoC),支持多种数据速率模式。
  • 征集:【】激光距机器人全套,涵盖论文
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    本项目提供一套完整的激光测距机器人的设计方案,包括详细的论文和电路图。适合对机器人技术和激光测距感兴趣的工程师和技术爱好者参考学习。 1. 云台方案 测量云台部分要求稳定且能够精确控制转角。因此采用42步进电机作为云台的主轴,可以实现360度无死角的精确转向与速度调节;上端使用高精度舵机带动激光探头调整方向,二者结合可完成超过270度球面范围内的精准定位和测量任务。最顶部为激光测头,并始终保持水平状态以确保其能够根据指定角度进行调整并执行相应的测量计算。 2. 测距方案 采用的是基于调制光往返时间的相位延迟原理,通过向目标发射经过幅度调制后的激光束来实现精确的距离测定。这种连续波相位式测距方法具有非常高的精度和分辨率,能够达到毫米级别的误差范围,并且在测量距离上远超传统的超声波或红外线技术。 3. 步进电机驱动电路 选择A4988作为步进电机的驱动芯片,它支持全、半以及微步模式(包括1/16)操作双极性步进电机。该款驱动器的最大输出电压为35V,电流可达2A,并且能够提供精确稳定的电流控制机制以确保转角平滑和连续的工作状态。对于本项目中使用的两相四线42BYGH型号的步进电机而言,此电路设计完全符合其性能要求。 4. 相位测距法 激光测距方法主要有脉冲式与连续波相位式两种类型: - 脉冲式的优点在于能测量较远的距离且信号处理相对简单;但缺点是精度不高。目前市面上大多数手持或便携设备采用此技术,其最大作用距离可以达到数百米至数十公里。 - 连续波相位式则具有更高的测量准确度,在理想条件下误差率可低至百万分之一以内,不过它要求被测对象必须配合反射激光信号。 连续波相位式的原理是通过计算调制光往返于目标表面一次所经历的总相移量来确定距离值。具体而言, 当已知调制信号频率f和速度c时,可以利用公式 D=c(4πf) (Nπ+Δφ)/2 来估算出实际的距离D。 5. 原作品视频 展示了一个四驱系统具备广角激光测距、超声波避障及蓝牙遥控等功能。