基于ADS1293及单片机控制的便携式低功耗心电信号采集系统

"基于ADS1293及单片机控制的便携式低功耗心电信号采集系统" 本文将基于ADS1293及单片机控制的便携式低功耗心电信号采集系统进行详细的知识点输出。 一、心电信号采集系统的重要性 心电信号是一种由心肌收缩而产生，并可提供心脏生理功能变化信息的生物电信号。由于易于检测且直观性较好，在临床医学中得到较为广泛的应用。然而传统心电信号采集设备体积较大，不便于实时获取心电信号。因此研究便携式、低功耗的心电信号采集系统有重要意义。 二、ADS1293模拟前端介绍 ADS1293是美国德州仪器公司(TI)用于生物电势测量的3通道、24位集成模拟前端。它能够针对特定的采样率和带宽对每个通道进行设定，使用户能够针对性能和功耗来优化配置。其还具有交直流断线检测(Lead_off Detect)、电池电量监控和自我诊断报警等功能，内置有ECG应用所需的右腿驱动电路租Wilson/Goldberger终端。 三、ADS1293内部结构 ADS1293内部结构可划分为信号输入接口、信号处理单元和信号输出接口等部分。信号输入接口有6个输入引脚，全部输入引脚都包含一个电磁干扰(EMI)过滤器以滤除射频噪声。信号处理单元主要由仪用放大器(INA)、∑△调节器(SDM)和低通数字滤波器(Digital Filter)3部分组成，主要作用是将差分模拟电压信号转换成数字信号。信号输出接口主要包括4线SPI串行接口、DRDYB引脚和ALRAM引脚。 四、MSP430单片机控制电路 MSP430单片机控制电路选用TI公司的超低功耗单片机MSP430F5529作为主控制器，其具有丰富的片内外设，各个模块运行完全独立，包括定时器、输入/输出端口、看门狗和UART等均可在主CPU休眠的状态下独立运行。在所有模块都处于活动状态时，电流的典型值为290μA/MHz。在待机模式下，电流的典型值仅为0.18μA，从待机到唤醒的响应时间为3.5μs。 五、系统硬件设计 系统硬件设计心电信号采集系统主要由信号采集前端ADS1293和MSP430单片机控制电路组成。工作原理如下：电极提取的人体心电信号，首先送入ADS1293做适当的放大后进行模/数转换，变成数字信号。然后通过SPI接口送入MSP430单片机进行分析和处理，最后通过单片机的USB接口送到便携式显示设备实时显示波形。 本文基于ADS1293及单片机控制的便携式低功耗心电信号采集系统具有重要的研究价值和应用前景。