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基于STM32的MIT-BIH心电数据的D/A回放

作者:时间:2012-02-08来源:网络收藏

摘要:设计D/A,对整体设计方案、硬件组成、软件设计等进行了介绍。通过读取将其进行D/A转换,输出波形与原始波形进行比较,较好地实现了功能。由此可见,该系统的性能指标达到了设计要求。能很好地实现,为一系列心电算法的仿真实践及实时心电监护仪的研制打好了基础。
关键词:心电数据库;D/A转换;;USB接口

0 引言
心电信号是人类最早开展研究并应用于临床医学的生物电信号之一,通过对心电信号的分析处理能有效地预测心脏疾病。如何利用心电数据开发研究相关的医疗设备是对科研人员至关重要。心电数据的回放就是将原有的存储的心电数据,根据其存储的格式,利用设计的系统通过D/A转换最终从终端回放出模拟信号。本文介绍ARM Cortex-M3内核的微控制器作为主控嵌入式芯片的心电信号数据回放的设计方法。

1 工作原理和硬件设计
上位机应用程序读取心电数据库中一文件,利用设备驱动程序与D/A回放模块设备进行通信。通过USB总线不断向硬件设备发送数据,设备接收到的原始数据,利用DMA传输方式,连续、不丢失地传送到DAC模块中,在定时器的触发下,DAC模块完成数据的D/A转换,最后在终端设备即示波器上回放出模拟信号。
D/A回放硬件结构框图如图1所示。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/161152.htm

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1.1 STM32F103XX微处理器简介
系统硬件采用意法半导体公司开发的Cortex-M3内核的新型32位微控制器STM32F103RE作为主控芯片,工作频率高达72 MHz,内部集成了RAM、全速USB 2.0设备接口模块和双通道的12位高精度D/A转换模块等丰富的外设。在结合了高性能、低功耗和低电压的同时,保持了高度的集成性能和简易的开发特性。应用开发时,只需连接少量的外围电路即可使电路结构简单紧凑。
1.2 D/A转换模块
D/A转换模块(DAC)是12位数字输入,电压输出的D/A转换器。DAC可以配置成8位或12位模式,也可以与DMA控制器配合使用。DAC有2个输出通道,每个通道都有单独的转换器,可以工作在双DAC模式下,DAC集成了2个输出缓存,可以用来减少输出阻抗,无需外部运放,即可直接驱动外部负载。DAC转换可以选择外部事件触发(定时器计数器,外部中断线)和软件触发。
使能DAC通道后,STM32F103XX相应的GPIO管脚(PA4或PA5)会自动与DAC的模拟输出相联系。为避免寄生干扰和额外功耗,管脚PA4和PA5配置成模拟输入(AIN),如图2所示。

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