心电模拟器是心电检测设备测试过程中使用的重要设备,用于测试心电检测设备的功能和精度等参数,确定心电检测设备是否符合设计需求和达到协议标准。心电检测设备包括心电图机和心电监护仪。本文根据心电检测设备的相关设计标准和市场需求,设计了一款能够输出18导联心电信号的模拟器,模拟器能在输出心电信号的同时,叠加输出呼吸信号、极化电压和起搏(PACE)信号。本文首先对心电检测进行概要叙述,说明心电检测设备的作用,介绍心电检测的背景和现状,然后分析心电模拟器在测试心电检测设备中的重要作用,并且介绍当前心电模拟器的发展状况。然后讲解心电的相关基础理论,包括心电图的定义与特征和导联的定义与计算公式。为了设计符合要求的模拟器,文中对心电模拟器的设计需求进行了详细的分类和总结,并提出可行的设计方案。心电检测设备直接应用于人体,所以设计中采用分隔地设计,即将接入市电电路的地平面与直接接触人体电路的地平面分隔开,两个地平面分别称为实地和浮地,在测试心电检测设备的过程中,为了两部分的地仍处于分隔状态,模拟器也进行割地设计,所以本文的硬件电路部分,分为四个模块进行阐述,包括电路的电源设计、实地侧电路设计和浮地侧电路设计,同时因为心电信号、呼吸信号、极化电压和PACE信号是模拟器设计的关键,所以将这四个信号的发生电路单独划分为一个模块,进行详细分析介绍。系统的软件设计部分,详细的介绍了系统的主程序设计和四个重要的程序模块,分别是D/A转换程序、心电信号模拟程序、呼吸信号模拟程序和PACE信号模拟程序,并且简单介绍了数据传输模块的软件设计。最后给出结论,并提出未来将要进行的设计改进。目前国内市场上的心电模拟器多数仅能输出12导联,并且无法同时输出其它人体生理信号,本文设计的多功能心电模拟器共有16个输出通道,可以输出18导联的心电信号,并且在心电信号中叠加了模拟的呼吸信号、极化电压和PACE信号,能够更加真实模拟人体的心电信号检测环境,此外,使用STM32F103作为核心MCU,为模拟器提供了强大的运算和控制能力。此心电模拟器足以满足当前心电检测设备的测试需求,并且设计水准处在同类产品前列。