心电信号预处理的fpga源码

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。

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。