基于TMS320LF2407ADSP心电监护系统

系统硬件结构

　　整个系统可分为心电信号采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、液晶显示、按键和串行通讯接口等。

　　电源是系统工作的首要条件，本系统采用5V和3.3V两种电压，系统输入电源电压为5V直流，因此需要转换，本系统采用AMS1117-3.3进行5V~3.3V电压转换，发光二极管D3为电源指示灯。

　　心电图（ECG）采集电路通过传感器采集心电信号然后把采集的模拟信号送到TMS320LF2407A内部集成的10位A/D输入端进行A/D转换，采用由两个事件管理器来触发一个16通道输入的A/D转换器的方式来提高转换精度以精确采集微弱的心电信号。

　　TMS320LF2407A内部集成了1.5K RAM和32K FLASH，32K FLASH容量已基本够用，而内部的RAM存储空间太小，为保存大量的采样数据、运算的中间结果和提高系统的运行速度，系统增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。本系统采用的RAM存储器是两片 IS61LV6416-10T，它的存储容量为64K 16位。数据存取时间为10ns，能满足高速运行的需要，工作电压为3.3V，与DSP工作电压一致，无需电平转换电路。

　　液晶显示模块用来显示心电图，使用户在没有PC机的情况下也可以直观地观察到心电图。心电图也可以通过串口和PC机相连由PC机显示。在不用来显示心电图时，液晶可以显示系统状态和其他信息。此液晶模块内含SED1335控制器，分辨率为128 128，该模块特点是功耗低、抗干扰能力强，模块上集成了液晶显示控制器、驱动器、RAM,ROM和LCD显示器，使用时只需向模块送入相应的命令和数据即可显示所需信息。与DSP接口简单，使用方便灵活。 TMS320LF2407A是3.3V供电，液晶模块是5V电源供电，所以它们之间要通过电平转换电路连接，本系统采用SN74LV16345A来实现电平匹配。

　　TMS320LF2407A集成了一个全双工异步串口，可以实现心电模块和PC机或者其他设备的通信。但是RS232电平和TTL电平不兼容，我们使用了一片电平转换芯片MAX232，它采用+5V单电源供电，电路简单，使用方便。

　　为了方便设置，系统还增加了按键模块，用户可以通过按键来控制系统的一些功能，如启动和停止等。

软件设计

　　了解和分析心电的特征是研究心电信号检测的基础，针对心电在不同频段的特征，设计相应频段的检测算法，这是软件设计的重要任务。

　　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。一个波组包括P波、QRS波群、T波及U波，研究表明心电主要的波段在QRS波，R波以及P波段。心率变异性（HVR）分析目前在临床研究中受到了普遍的重视，是分析心电异常的主要方法。心率变异性分析的对象是心电波形的RR间期，系统在对数据采样时，就对波形的R波进行定位，找到R波位置，并计算出相邻R波的间隔RR间期，然后存储。系统软件的任务就是把采集到的心电信号进行滤波，然后进行心率变异性分析，计算出RR间期，最后把最终的心电图显示在液晶屏幕上。

　　所有程序调试结束后，用仿真器的FLASH烧写程序通过JTAG口将目标代码下载到TMS320LF2407A的FLASH中去，实现整个系统的独立运行。

结束语

　　本文设计了一种以TMS320LF2407A DSP为信号处理器的心电监护系统，该系统把心电信号的采集、分析和显示集成于一体,而且系统体积小、成本低、便于携带、实用性强。