超低功耗MSP430单片机驱动的心电采集仪设计

"这篇硕士学位论文主要探讨了基于超低功耗MSP430单片机的心电采集仪的设计与实现，旨在降低功耗、降低成本、缩小设备体积，并支持多用户共享，适用于家庭保健用途。" 在电生理监测中，心电采集是一个至关重要的环节，它涉及到对微弱的心电信号的准确捕捉和处理。本文详细阐述了如何利用MSP430系列单片机，特别是MSP430F1611作为主CPU和MSP430F149作为从CPU，构建一个双CPU系统来实现心电数据的高效采集和处理。这种双CPU架构使得数据处理和实时显示得以分离，提升了系统性能。 模拟前端调理电路是心电采集仪的关键部分，它通常包括电平抬升电路，用于提升微弱的心电信号至ADC可识别的范围。如图3.11所示的电平抬升电路，通过电阻分压和电容耦合等方式，将人体体表的心电信号进行放大和噪声抑制，确保信号质量。ADC（模数转换器）随后将这些模拟信号转化为数字信号，以便于数字处理。 在硬件设计中，还提到了使用SD卡进行心电数据的存储，这是为了实现数据的长期保存和离线分析。双口RAM作为主从CPU之间的通信媒介，可以实现高速、实时的数据交换。同时，心电数据的数字滤波和心率的提取是通过从CPU MSP430F149完成的，这通常涉及数字信号处理技术，如IIR或FIR滤波器，以及基于特征点检测的心率计算方法。 在软件设计上，采用了模块化的方法，使得不同功能如数据采集、滤波、心率计算和数据显示等能够独立且协同工作。此外，考虑到抗干扰技术，电路设计过程中遵循了PCB设计规则，以减少电磁干扰，确保系统的稳定性和可靠性。 在系统调试阶段，通过测试验证了设计的有效性，调试结果表明系统能够正确采集心电信号，执行数字滤波，提取心率，并在显示器上清晰呈现心电波形。 关键词涵盖了数据采集的核心元素：心电数据的获取、存储介质（SD卡）、使用的微控制器（MSP430）以及实现高速数据交换的双口RAM技术。这篇论文对于理解心电采集系统的设计原理和技术细节提供了深入的见解。