基于FATl6的心电采集系统文件管理实现与SD卡操作

"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，重点在于FAT16文件系统在心电数据存储中的应用，以及如何通过MSP430单片机实现心电数据的采集、处理和管理。" 在心电采集系统中，FAT16文件系统扮演着关键角色，它决定了磁盘上的文件管理和数据存储方式。FAT16文件系统是一种古老但仍然广泛应用的文件系统，尤其适合小到中等容量的存储设备，如早期的软盘和一些SD卡。在FAT16中，文件分配表（FAT）记录了文件在磁盘上的分布，而文件数据则被分配到特定的簇中。文件的起始簇位置和文件属性分别存储在文件目录表（FDT）和对应的目录项内。 FAT16分区的大小直接影响簇的大小，簇是文件系统分配的最小存储单元。例如，在描述中提到的表4.3，随着分区大小的增加，每簇包含的扇区数量也会增加，从而影响簇的空间大小。较小的簇适用于小文件，因为它们减少了磁盘空间的浪费，但较大的簇更适合大文件，因为它们降低了文件分配的开销。 在心电采集系统中，数据通常以微弱的生物电信号形式存在，需要经过模拟前端调理电路进行放大和滤波，然后由MSP430单片机进行数字化处理。MSP430单片机以其超低功耗特性，特别适合用于便携式或远程监控设备。在这个系统中，采用了双CPU架构，主CPU MSP430F1611负责心电信号的采集、AD转换、数据存储在SD卡上，以及通过双口RAM与从CPU MSP430F149通信。从CPU则负责数字滤波、心率提取和波形显示等任务。 在软件设计上，采用了模块化的方法，使得每个功能都能独立并且高效地运行。心电数据的存储依赖于FAT16文件系统，通过FAT表和FDT实现对文件数据区的有效管理，确保数据的可靠保存和快速访问。同时，系统还考虑到了PCB设计规则和抗干扰技术，以提高系统的稳定性和可靠性。 在调试过程中，通过测试和优化，确保心电采集仪能够准确地捕获和处理心电信号，同时满足低功耗、低成本和多用户共享的要求。整个设计展示了如何将FAT16文件系统与嵌入式硬件相结合，实现心电数据的高效管理和存储，为家庭保健用心电监护设备提供了一种实用的解决方案。