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根据DSP体系渠道的心电监护仪解决方案

随着社会的发展和人们生活水平的提高,人们对健康的重视程度日益增加,但是伴随着生活水平的提高心血管疾病的发病率不断攀升。特别是近年来随着社会老龄化的加剧,心血管疾病成了威胁人类生命的主要疾病.

跟着社会的开展和人们生活水平的进步,人们对健康的注重程度日益添加,可是伴跟着生活水平的进步心血管疾病的发病率不断攀升。

特别是近年来跟着社会老龄化的加剧,心血管疾病成了要挟人类生命的首要疾病,心脏病成了世界上死亡率最高的疾病。鉴于心血管疾病患者日益增多的严峻形势, 进步防备和监测该疾病的手法势在必行。而心电信号检测是发现心脏病的最直接手法,但现在医院用的心电监护仪简直全部是进口的,价格昂贵,维护费用高,加剧 了医院和患者的经济负担;因而规划一种便携、经济的心电监护设备具有重要意义。本文规划了一种根据TI公司TMS320LF2407A DSP的心电监护体系,此体系体积小、成本低、实用性强。

TMS320LF2407A DSP介绍

心电监护体系很重要的一部分便是对心电信号进行处理,因而选一款适宜的信号处理器十分重要。当时最成功的DSP芯片当数美国TI公司的系列产品,其主推的 三大DSP渠道TMS320C2000、TMS320C5000、TMS320C6000已经成为当今世界上最有影响力的DSP芯片。

本体系选用TMS320LF2407A为信号处理器和中心操控器。TMS320LF2407A是TI公司推出的新式高性能16位定点数字信号处理器,是 TMS320C2000系列的新成员。它专门为数字操控规划,集DSP的高速信号处理才能及适用于操控的优化外围电路于一体,是真实的单芯片操控器,在数 字操控体系中得到了广泛应用。

TMS320LF2407A DSP具有以下一些特色:

(1)选用高性能静态CMOS技能,使得供电电压降为3.3V,降低了操控器的功耗; 40MIPS的履行速度使得指令周期缩短到25ns,然后进步了操控器的实时操控才能。

(2)根据TMS320C2xx DSP的CPU内核,确保了TMS320LF2407A DSP代码和TMS320系列DSP代码兼容。

(3)片内有高达32KB的FLASH程序存储器,高达1.5KB的数据/程序RAM ,544字双口RAM(DARAM)和2KB的单口RAM(SARAM) 。

(4)两个事情办理器模块EVA和EVB,每个包含两个16位通用定时器和8个16位的脉宽调制((PWM)通道。

(5)可扩展的外部存储器一共192K字空间:64K字程序存储器空间,4K字数据存储器空间和64K字I/0寻址空间。

(6)看门狗定时器模块(WDT)。

(7) 10位A/D转化器最小转化时刻为500ns,可选择由两个事情办理器来触发两个8通道输入A/D转化器或一个16通道输入的A/D转化器。

(8)操控器局域网络(CAN)2.0B模块。

(9)串行通讯接口(SCI)模块。

(10) 16位串行外设(SPI)接口模块。

(11)根据锁相环的时钟发生器。

(12)高达40个可独自编程或复用的通用输入/输出引脚(GPIO)。

(13)5个外部中止(两个电极驱动维护、复位和两个可屏蔽中止)。

(14)电源办理包含3种低功耗形式,能独登时将外设器材转入低功耗形式。

(15)具有加密功用,密钥长度64位。

体系硬件结构

整个体系可分为心电信号收集部分和信号处理部分。信号处理部分以TMS320LF2407A为处理器,扩展了外部存储器、液晶显现、按键和串行通讯接口等。

电源是体系作业的首要条件,本体系选用5V和3.3V两种电压,体系输入电源电压为5V直流,因而需求转化,本体系选用AMS1117-3.3进行5V3.3V电压转化,发光二极管D3为电源指示灯。

心电图(ECG)收集电路经过传感器收集心电信号然后把收集的模拟信号送到TMS320LF2407A内部集成的10位A/D输入端进行A/D转化,选用由两个事情办理器来触发一个16通道输入的A/D转化器的办法来进步转化精度以准确收集弱小的心电信号。

TMS320LF2407A 内部集成了1.5K RAM和32K FLASH,32K FLASH容量已根本够用,而内部的RAM存储空间太小,为保存很多的采样数据、运算的中心成果和进步体系的运转速度,体系添加了外部数据存储器 (RAM)和外部程序存储器(RAM),分别用TMS320LF2407A的PS和DS信号进行片选。本体系选用的RAM存储器是两片 IS61LV6416-10T,它的存储容量为64K 16位。数据存取时刻为10ns,能满意高速运转的需求,作业电压为3.3V,与DSP作业电压共同,无需电平转化电路。

液晶显现模块用来显现心电图,使用户在没有PC机的情况下也能够直观地观察到心电图。心电图也能够经过串口和PC机相连由PC机显现。在不用来显现心电图 时,液晶能够显现体系状况和其他信息。此液晶模块内含SED1335操控器,分辨率为128 128,该模块特色是功耗低、抗干扰才能强,模块上集成了液晶显现操控器、驱动器、RAM,ROM和LCD显现器,使用时只需向模块送入相应的指令和数据 即可显现所需信息。与DSP接口简略,使用便利灵敏。 TMS320LF2407A是3.3V供电,液晶模块是5V电源供电,所以它们之间要经过电平转化电路衔接,本体系选用SN74LV16345A来完成电平匹配。

TMS320LF2407A集成了一个全双工异步串口,能够完成心电模块和PC机或许其他设备的通讯。可是RS232电平缓TTL电平不兼容,咱们使用了一片电平转化芯片MAX232,它选用+5V单电源供电,电路简略,使用便利。

为了便利设置,体系还添加了按键模块,用户能够经过按键来操控体系的一些功用,如发动和中止等。

软件规划

了解和剖析心电的特征是研讨心电信号检测的根底,针对心电在不同频段的特征,规划相应频段的检测算法,这是软件规划的重要使命。

心电图是由一系列的波组所构成,每个波组代表着每一个心动周期。一个波组包含P波、QRS波群、T涉及U波,研讨标明心电首要的波段在QRS波,R波以及 P波段。心率变异性(HVR)剖析现在在临床研讨中受到了遍及的注重,是剖析心电反常的首要办法。心率变异性剖析的对象是心电波形的RR间期,体系在对数 据采样时,就对波形的R波进行定位,找到R波方位,并计算出相邻R波的距离RR间期,然后存储。体系软件的使命便是把收集到的心电信号进行滤波,然后进行 心率变异性剖析,计算出RR间期,终究把终究的心电图显现在液晶屏幕上。

一切程序调试完毕后,用仿真器的FLASH烧写程序经过JTAG口将方针代码下载到TMS320LF2407A的FLASH中去,完成整个体系的独立运转。

完毕语

本文规划了一种以TMS320LF2407A DSP为信号处理器的心电监护体系,该体系把心电信号的收集、剖析和显现集成于一体,并且体系体积小、成本低、便于带着、实用性强。

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