采用EFM32單片機的心電信號發(fā)生器的設計

　　主處理器EFM32單片機是挪威的Energy Micro最新推出的超低功耗單片機，功耗只有現(xiàn)有同類內(nèi)核單片機的四分之一，且具有豐富的外設接口。本文選用EFM32LG332F64，具有64K的FLASH和32K的RAM，該型號芯片最大FLASH可以達到256K。EFM32單片機含有2個12位的DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換通道，滿足系統(tǒng)的要求。選用TLC2252雙路運算放大器作為電壓跟隨器，其中一路作為DA轉(zhuǎn)換后的跟隨，以提高信號的帶負載能力，另一路與分壓電路配合搭建成基準電路，為RL和LL提供1.65V的基準電壓，基準電壓電路如圖3所示。模擬開關電路部分選取芯片CD74HC4051PWR，通過單片機的PA0-PA2三個GPIO口控制芯片的通道選擇，實現(xiàn)不同導聯(lián)的波形切換輸出。模擬開關部分電路如圖4所示。

　　軟件設計

　　該心電信號發(fā)生器軟件設計中重要的工作是初始化模塊、導聯(lián)切換控制，針對系統(tǒng)各項功能的要求，設置相應的參數(shù)使得系統(tǒng)可以穩(wěn)定地工作。主處理器EFM32LG332F64的初始化，包括對GPIO口的初始化、時鐘的初始化、DA的初始化等等。主處理器EFM32LG332F64通過USB數(shù)據(jù)線接收PC機發(fā)送的波形和導聯(lián)命令數(shù)據(jù)包，并對波形數(shù)據(jù)進行DA轉(zhuǎn)換，控制輸出時間。單片機控制模擬開關電路實現(xiàn)輸出導聯(lián)波形，從而達到信號模擬的效果。軟件流程圖如圖5所示。

　　總結(jié)

　　系統(tǒng)的主處理器EFM32LG332F64單片機是低功耗、低噪聲、具有Cortex-M3內(nèi)核的32位單片機，其高達48MHz的主頻可以提高系統(tǒng)的性能和運算速度。通過PC機的數(shù)據(jù)輸入，EFM32LG332F64單片機完成數(shù)據(jù)解包、定時發(fā)送、導聯(lián)切換等功能，實現(xiàn)了不同導聯(lián)的心電信號以及檢測波形信號的模擬，由于采用USB供電、EFM32LG332F64內(nèi)置DAC模塊，本文設計的心電信號發(fā)生器具有運算速度快、低功耗、體積小等特點，功能齊全，攜帶方便，對心電信號的研究與心電相關醫(yī)療器械的研發(fā)具有較大的意義。

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