采用EFM32單片機(jī)的心電信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

　　主處理器EFM32單片機(jī)是挪威的Energy Micro最新推出的超低功耗單片機(jī)，功耗只有現(xiàn)有同類內(nèi)核單片機(jī)的四分之一，且具有豐富的外設(shè)接口。本文選用EFM32LG332F64，具有64K的FLASH和32K的RAM，該型號(hào)芯片最大FLASH可以達(dá)到256K。EFM32單片機(jī)含有2個(gè)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(yùn)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(hào)的帶負(fù)載能力，另一路與分壓電路配合搭建成基準(zhǔn)電路，為RL和LL提供1.65V的基準(zhǔn)電壓，基準(zhǔn)電壓電路如圖3所示。模擬開(kāi)關(guān)電路部分選取芯片CD74HC4051PWR，通過(guò)單片機(jī)的PA0-PA2三個(gè)GPIO口控制芯片的通道選擇，實(shí)現(xiàn)不同導(dǎo)聯(lián)的波形切換輸出。模擬開(kāi)關(guān)部分電路如圖4所示。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　該心電信號(hào)發(fā)生器軟件設(shè)計(jì)中重要的工作是初始化模塊、導(dǎo)聯(lián)切換控制，針對(duì)系統(tǒng)各項(xiàng)功能的要求，設(shè)置相應(yīng)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(duì)GPIO口的初始化、時(shí)鐘的初始化、DA的初始化等等。主處理器EFM32LG332F64通過(guò)USB數(shù)據(jù)線接收PC機(jī)發(fā)送的波形和導(dǎo)聯(lián)命令數(shù)據(jù)包，并對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，控制輸出時(shí)間。單片機(jī)控制模擬開(kāi)關(guān)電路實(shí)現(xiàn)輸出導(dǎo)聯(lián)波形，從而達(dá)到信號(hào)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(jī)是低功耗、低噪聲、具有Cortex-M3內(nèi)核的32位單片機(jī)，其高達(dá)48MHz的主頻可以提高系統(tǒng)的性能和運(yùn)算速度。通過(guò)PC機(jī)的數(shù)據(jù)輸入，EFM32LG332F64單片機(jī)完成數(shù)據(jù)解包、定時(shí)發(fā)送、導(dǎo)聯(lián)切換等功能，實(shí)現(xiàn)了不同導(dǎo)聯(lián)的心電信號(hào)以及檢測(cè)波形信號(hào)的模擬，由于采用USB供電、EFM32LG332F64內(nèi)置DAC模塊，本文設(shè)計(jì)的心電信號(hào)發(fā)生器具有運(yùn)算速度快、低功耗、體積小等特點(diǎn)，功能齊全，攜帶方便，對(duì)心電信號(hào)的研究與心電相關(guān)醫(yī)療器械的研發(fā)具有較大的意義。

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