心电信号预处理的fpga源码
时间: 2023-08-05 17:01:58 浏览: 68
心电信号预处理的FPGA源码通常包括滤波、放大和采样等模块。以下是一个基于Verilog HDL编写的简单心电信号预处理FPGA源码示例,包括一个低通滤波器、一个放大器和一个采样模块。
```verilog
module ECG_preprocess(input clk, reset, input [11:0] ecg_in, output reg [11:0] ecg_out);
//定义低通滤波器
module LPF(input clk, reset, input [11:0] ecg_in, output reg [11:0] ecg_out);
parameter CUTOFF_FREQ = 50; //截止频率,单位Hz
parameter SAMPLE_RATE = 250; //采样率,单位Hz
parameter PI = 3.14159265;
parameter TAU = 1 / (2 * PI * CUTOFF_FREQ);
reg [11:0] x1, x2, y1, y2;
reg [31:0] acc;
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
x1 <= 0;
x2 <= 0;
y1 <= 0;
y2 <= 0;
acc <= 0;
end else begin
x2 <= x1;
x1 <= ecg_in;
acc <= (ecg_in - 2 * x1 + x2) * TAU * TAU + 2 * acc;
y2 <= y1;
y1 <= acc >> 20; //取整数部分
ecg_out <= y1;
end
end
endmodule
//定义放大器
module Amplifier(input clk, reset, input [11:0] ecg_in, output reg [11:0] ecg_out);
parameter GAIN = 10; //放大倍数
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
ecg_out <= 0;
end else begin
ecg_out <= ecg_in * GAIN;
end
end
endmodule
//定义采样模块
module Sampler(input clk, reset, input [11:0] ecg_in, output reg [11:0] ecg_out);
parameter SAMPLE_RATE = 250; //采样率,单位Hz
reg [15:0] count;
always @(posedge clk) begin
if (reset) begin
count <= 0;
ecg_out <= 0;
end else begin
count <= count + 1;
if (count == 1000/SAMPLE_RATE) begin //1000为1秒的毫秒数
count <= 0;
ecg_out <= ecg_in;
end
end
end
endmodule
//定义顶层模块
module ECG_preprocess_top(input clk, reset, input [11:0] ecg_in, output reg [11:0] ecg_out);
wire [11:0] ecg_lpf_out;
wire [11:0] ecg_amp_out;
LPF u_lpf(.clk(clk), .reset(reset), .ecg_in(ecg_in), .ecg_out(ecg_lpf_out));
Amplifier u_amp(.clk(clk), .reset(reset), .ecg_in(ecg_lpf_out), .ecg_out(ecg_amp_out));
Sampler u_samp(.clk(clk), .reset(reset), .ecg_in(ecg_amp_out), .ecg_out(ecg_out));
endmodule
```
以上代码定义了三个模块:一个低通滤波器(LPF)、一个放大器(Amplifier)和一个采样模块(Sampler)。顶层模块(ECG_preprocess_top)将这三个模块连接在一起,实现心电信号的预处理。具体实现包括:
1. 低通滤波器:使用二阶巴特沃斯滤波器实现低通滤波,截止频率为50Hz,采样率为250Hz。
2. 放大器:将滤波后的信号放大10倍。
3. 采样模块:每隔4ms对信号进行采样,保留原始信号中每个心跳的特征。
使用以上FPGA源码可以实现心电信号的预处理,提高信号的质量和准确性。