设计
2.1 总体设计
我们按照模块设计来实现整个听诊器的设计，总体设计如图1。
2.2 心音采集模块
心音信号采集电路如图2所示，图中MIC即为自制的拾音器的电器符号，MIC接入电路时，需要VCC提供一定的直流偏置电压，保证拾音器的正常工作。市面上买到的驻极体话筒内部并没有专用场效应管和二极管，所以需要另外设计阻抗变换电路。我们是通过引入正反馈使输入端电位升高，即自举电路，实现最佳阻抗匹配。
2.3 功率放大电路
为实现心音信号可听诊，可视的功能，将预处理后的心音信号一路送入微控制器做A/D转换，另一路被引入功率放大模块。本设计采用LM386功率放大器驱动内阻为8Ω，功率为2.5W的扬声器，完成心音实时播放的功能，電原理图如图3。
LM386的引脚1和引脚8都为增益设定引脚，其间外接电阻时，必须要串联一个大电容，即只改变交流通路，来实现电压增益可调。根据引脚1和引脚8之间的电阻参数，可实现20～200倍可调电压放大，即26～46dB电压增益可调。
2.4 主控模块
采集到的心音信号经预处理电路之后，将被输入到主控模块实现模数转换，并将其波形同步到LCD12864液晶显示屏上，实现心音信号可视。同时，主控模块也控制板上指示灯、按钮的响应控制、以及对心率的计数控制。选择一款价位低、功耗小、处理速度快的单片机十分重要，本设计中采用ATmega64-16AU作为微控制器的核心芯片。
2.5 心率计数模块
正常人的心率在50～80次每分钟，老年人的心率略高。图4所示电路即为频率计数放大模块，图中的运算放大器为LM6172，此放大芯片在双电源条件下工作，由于微控制器的外围电路中内置DC-DC的转换电路，因此无需外接负电源。
3 结果检测
3.1 心音实时播放结果
经预处理的心音信号，一路引入ATmega64单片机，一路引入LM386功率放大电路，带动扬声器，实现心音实时播放功能。按上一节介绍的心音播放模块连接好电路后，通电，可从扬声器听到周期性的与心跳一致的咚咚声，与传统听诊器检测到的心跳声基本相同。
3.2 心音图同步显示实验结果
当被测试者完全处于放松状态、测试环境绝对安静时，用LCD屏显示并存储的心音结果。由于LCD屏的尺寸有限，可考虑录一段心音图视频来更好的说明心音同步的结果，并可通过调节板上的ADJ旋钮，控制显示速率。此外，也可调节ADJ旋钮，选择将当前心音波形存储到EEPROM、回放存储波形。
4 结束语
本论文分模块设计了心音采集电路、放大电路、滤波电路等。为实现心音实时播放功能，同时设计了功率放大电路带动小功率扬声器。预处理后的信号经ATmega64微控制器的A/D转换，送至LCD12864显示，从液晶显示屏上观测到被测试者的心音图，解决了传统听诊器不能观察心音图的缺陷，达到预计效果。
参考文献
[1]汤洋.蓝牙电子听诊器设计[D].上海：华东师范大学，2011.
[2]谭江平，何为，张占龙.心音信号采集与分析系统[J].重庆工商大学学报（自然科学版），2004（05）：465-467.
[3]刘娟，赵治栋.基于心音信号谱分析的身份特征提取算法[J].杭州电子科技大学学报，2010（04）：181-185.
作者简介
李阳军（1985-），女，湖南省人。硕士学位。现为遵义师范学院物理与电子科学学院讲师，主要从事信息与信号处理方面的相关研究。
作者单位
遵义师范学院物理与电子科学学院 贵州省遵义市 563006