多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計.pdf

1、生理參數(shù)是進(jìn)行醫(yī)學(xué)臨床診斷和健康監(jiān)護(hù)的重要參考依據(jù)。對人體生理參數(shù)的采集和處理是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱門研究課題之一。為了方便人們對人體生理和病理狀況的研宄和全面分析，采集到的生理參數(shù)類型需要盡量多樣化，所以現(xiàn)代醫(yī)療電子產(chǎn)品的設(shè)計要求能夠?qū)崿F(xiàn)多路生理參數(shù)的采集。
　　針對上述需求，本文設(shè)計實現(xiàn)了一種基于STM32和ADS1294的多生理參數(shù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了模塊化設(shè)計，以基于Cortex-M3內(nèi)核的高性能處理器STM32為硬件平臺處

2、理核心，以TI公司的24位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADS129x系列芯片ADS1294R和ADS1294為關(guān)鍵模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，配合各路生理參數(shù)采集電路，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)心電信號、呼吸信號、無創(chuàng)血壓、血氧信號等多路生理參數(shù)的采集。
　　本文的研宄工作概述如下：
　　(1)在分析多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的需求和被采集的心電信號、呼吸信號、無創(chuàng)血壓、血氧信號等多路生理參數(shù)的特征的基礎(chǔ)上，選取了STM32作為多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的主控芯片，ADS12

3、94作為系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換芯片，設(shè)計了基于STM32和ADS1294的多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的總體方案。
　　(2)在Altium Designer Winter09開發(fā)環(huán)境下，完成了多生理參數(shù)采集系統(tǒng)各組成模塊的硬件電路設(shè)計，包括心電信號采集模塊、呼吸信號采集模塊、無創(chuàng)血壓信號采集模塊、血氧信號采集模塊、電源模塊及通信接口電路的設(shè)計等;并采用Mutisim12對設(shè)計的各模塊硬件電路進(jìn)行仿真分析，完成了各硬件電路的功能驗證。
　　

4、(3)在研宄分析電磁兼容性的理論基礎(chǔ)上，為了增強(qiáng)多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的抗干擾能力，盡量減少各種電磁干擾的影響，完成了多生理參數(shù)采集系統(tǒng)的板級電磁兼容性設(shè)計，包括8層板疊層設(shè)計、數(shù)模分區(qū)和功能分區(qū)的布局設(shè)計及電路布線的設(shè)計，使電路的設(shè)計達(dá)到預(yù)期的目的，即達(dá)到電磁兼容性。
　　(4)完成了系統(tǒng)測試方案的設(shè)計，利用人體生理參數(shù)模擬儀模擬人體的生理參數(shù)對系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行了測試，包括電信號采集模塊、呼吸信號模塊、無創(chuàng)血壓信號模塊和血氧信號采