一種便攜式心電信號采集系統的電路設計

　　對于A(yíng)／D轉換器的選型，要根據電路形式、轉換速率、通道數目、采樣精度、功耗大小、供電電壓等因素綜合考慮，選出性?xún)r(jià)比較高的轉換器。在確定器件前，表2給出備選的幾款A／D轉換器的比較結果。

　　通過(guò)表2和實(shí)際項目的要求，最終確定使用MAXl97，其采樣位數，轉換速率，功耗，體積等方面均符合心電A／D轉換的要求。另外，該轉換器有8個(gè)模擬信號輸入端，可采集8路模擬信號，符合心電設備多導聯(lián)的要求。

　　控制模塊使用VHDL語(yǔ)言編程實(shí)現，根據MAXl97的時(shí)序圖，利用有限狀態(tài)機的方法實(shí)現控制模塊。具體內容是根據A／D轉換的進(jìn)程，將轉換過(guò)程分為5個(gè)狀態(tài)：1)為初始化，寫(xiě)入讀寫(xiě)信號及通道選擇和轉換電壓范圍等控制字；2)為啟動(dòng)轉換，在時(shí)鐘控制下，輸出信號使得A／D轉換器開(kāi)始轉換；3)為判斷轉換是否完成，若未完成繼續轉換，若完成跳入下一個(gè)狀態(tài)；4)為讀低8位，給轉換結束標志信號hben賦值O，讀出已經(jīng)轉換完的低8位；5)為讀高4位，給hben賦值1，讀出高4位。

　　圖6是根據上述狀態(tài)機VHDL語(yǔ)言實(shí)現后生成的圖元符號及控制模塊的仿真波形。從仿真波形上可以看出，該模塊符合A／D轉換器的時(shí)序要求，能在功能上實(shí)現對A／D轉換器的控制，得到所需要的數字信號。

　　A／D轉換器的控制信號由FPGA提供?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/FPGA">FPGA平臺搭建一個(gè)A／D轉換的控制模塊。選擇FPGA做控制平臺，是由于FPGA有著(zhù)豐富的可編程邏輯資源，利用這些資源可以實(shí)現心電設備中的控制存儲、顯示、按鍵、通信等其他模塊。這些模塊都在FPGA上完成就構成了片上系統，使得設備體積和可靠性都有了很大程度上的提高。選擇FPGA也是出于項目整體方案的考慮。

　　5 結束語(yǔ)

　　在項目的要求下，通過(guò)分析心電信號的特點(diǎn)，從幅值，頻率，噪聲等各方面有針對性的設計了心電采集電路，并對每一環(huán)節都做了仿真和測試，最大程度上精簡(jiǎn)電路，滿(mǎn)足便攜式設備對體積的要求，同時(shí)保持較高的性能，能有效采集到心電信號。對采集到的心電信號，用FP-GA控制A／D轉換模塊，得到數字信號，以便后續的數字處理。另外，由于FPGA的豐富可編程資源，可以在這個(gè)采集系統基礎上升級為診斷并顯示的系統。