來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

摘要：美國德州儀器公司（ti）的tms320c2xx系列定點數(shù)字信號處理器（dsp）具有強(qiáng)大的實時處理能力和高度集成的片上硬件資源，使用靈活方便，在數(shù)字信號處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。討論了該dsp系列中的tms320f206的心電監(jiān)護(hù)模塊中的應(yīng)用，包括硬件接口和軟件編程。 關(guān)鍵詞：心電監(jiān)護(hù) ecg 數(shù)字信號處理器 ad采樣 心臟在機(jī)械收縮之前，心肌預(yù)先發(fā)生電的激動，并向全身各部位放散，從而在體表的不同部位產(chǎn)生電位差。通過體表把這種變動著的電位差按時間順序描記出來的連續(xù)曲線就是心電圖（ecg）。 心電圖是診斷心律失常的最可靠的途徑，其它臨床檢查雖然也可以診斷某些心律失常，但是準(zhǔn)確率不高。通過觀察患者的心電圖，其診斷準(zhǔn)確率幾乎可以達(dá)到100%。心電監(jiān)護(hù)模塊的功能就是實時地記錄下病人的心電波形，并進(jìn)行自動分析和處理，同時給出相應(yīng)的結(jié)論。 隨著數(shù)字信號處理技術(shù)和大規(guī)模集成電路工藝的發(fā)展，單片數(shù)字信號處理器的功能越來越強(qiáng)大，價格越來越低，越來越多地被應(yīng)用到人們生產(chǎn)生活的各個領(lǐng)域。本文介紹一種基于dsp芯片的心電監(jiān)護(hù)模塊的解決方案，討論了它的硬件結(jié)構(gòu)和軟件組成。 該心電監(jiān)護(hù)模塊是一個以美國德州儀器公司（ti）的tms320f206為核心的dsp數(shù)據(jù)采集和處理模塊。整個系統(tǒng)安裝在一塊4層的pcb板上，通過9針rs-232電纜和pc機(jī)進(jìn)行通訊，其原理框圖如圖1所示。其中所有的輸入信號包括ecg1、ecg2（兩路心電信號）、tempi（體溫信號）、resp（呼吸信號）、leadoff（導(dǎo)聯(lián)脫落檢測）、pace（起博器檢測）等均來自心電信號前期模擬處理模塊。 1 tms320f206簡介 tms320f206（以下簡稱f206）是ti公司于1996年推出的一種性價比很高的16位定點dsp芯片，運算速度為40mips。f206體系采用改進(jìn)的哈佛結(jié)構(gòu)。將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器的總線分開，以便最大限度地提高處理能力。其可尋址空間為224k字（64k字程序空間，64k字?jǐn)?shù)據(jù)空間，64k字i/o空間，32k字全局空間），64k字程序空間中前32k字可映射到f206片內(nèi)集成的內(nèi)爍存儲器（flash memory）中，這樣可以內(nèi)具有4級流水線結(jié)構(gòu)，其指令集專門對信號算是中常用的乘-加運算作了優(yōu)化，支持單周期的乘法/累加指令；支持存儲器塊搬移指令，以便更好地管理程序和數(shù)據(jù)；支持基2的fft位倒序檢查尋址。 除支持高速運算以外，f206還具有眾多的片上外設(shè)，主要包括：①軟件可編程定時器；②用于程序、數(shù)據(jù)、i/o存儲空間的軟件可編程等待狀態(tài)發(fā)生器，便于和低速器件接口；③片內(nèi)振蕩器和鎖相環(huán)（pll），用于時鐘選擇×1，×2，×4，÷2；④同步串口，便于和串行codec接口；⑤全雙工的異步串口，便于和pc機(jī)通信。 2 硬件組成 該心電監(jiān)護(hù)模塊共有4路輸入：兩路心電信號ecg1和ecg2、一路體溫信號tempi、一路呼吸信號resp，采用分時采樣的工作方式。由于呼吸信號和體溫信號的頻率遠(yuǎn)小于心電信號的頻率，在確定采樣率時就以心電信號為基準(zhǔn)。經(jīng)驗表明，在做常規(guī)心電圖時，要求系統(tǒng)的帶寬為100hz左右，根據(jù)nyquist采樣定理，采樣頻率必須低于200hz�？紤]到一定的工作裕量，每個工作通道的采樣率取250hz，這樣對4個通道而言，總的工作頻率為1khz。通道切換的工作由一片雙向模擬開關(guān)cd4051來實現(xiàn)，將c、b、a控制端連接到tms320f206的三根地址線上，通過i/o指令打開相應(yīng)的模擬通道，進(jìn)行信號的采樣。 信號的采樣和量化工作由一片ads774完成。ads774是美國burr-brown公司生產(chǎn)的12位逐次副近型并行a/d轉(zhuǎn)換器，典型轉(zhuǎn)換時間為8.5μs，并且有多種工作方式可供用戶選擇。在本心電模塊中我們選用了直通（throughout）模式，僅用兩根控制線r/c和status與