基于ARM和USB 2.0的心电数据采集系统.pdf

《基于ARM和USB 2.0的心电数据采集系统》 心电数据采集系统是一种用于实时监测和分析心脏健康状况的设备，尤其对于心脏病患者的早期发现和预防具有重要意义。随着科技的发展，基于ARM处理器和USB 2.0技术的心电数据采集系统因其高效能、低功耗和易扩展性成为主流设计。 ARM处理器是嵌入式系统中的核心组件，其ARM7TDMI-S处理器是基于ARM结构的v4版本，具备功耗低、成本低、体积小、性能高的优点。处理器有两种操作状态：32位的ARM状态和16位的Thumb状态，通过特定指令可以在两者间切换，提供了灵活性和效率。此外，ARM体系还包括七种处理器模式，如用户模式、快速中断模式、外部中断模式等，其中特权模式能访问所有系统资源并可切换处理器模式，增强了系统的处理能力。 USB 2.0接口技术则解决了传统心电监护仪数据传输速度慢的问题，提供高速数据传输，使得患者能够快速将心电数据传送到电脑上进行分析。USB接口易于使用，成本低，成为便携式心电仪的理想选择。 系统设计主要包括三个关键环节：前置放大电路、滤波电路和主放大电路。前置放大器如AD620AN，具有高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声，能有效处理心电信号的弱信号特征。滤波电路则通过高通和低通滤波器确保在0.05~100Hz的频率范围内心电信号不失真。主放大电路则根据A/D转换器的要求，将心电信号放大到适当的范围，以便后续处理。 基于ARM和USB 2.0的心电数据采集系统通过优化的硬件设计和高效的处理器架构，实现了对心电信号的高效、准确采集，为医疗监控和家庭保健提供了实用的解决方案。