基于DSP的Holter系统的设计

　　1　引　　言

　　目前市场上的Holter监护仪采用的是51系列单片机系统,单片机的速度是制约系统的“瓶颈”,已难以实现十二导联24小时以上连续心电的记录及实时处理,为此本课题研究了最新的数字信号处理器作为微处理器在新型Holter系统中的应用。

　　2　Holter系统的结构框图

　　如图1所示,整个Holter系统由导联、放大器、A/D、TMS320F206及其外围扩展的大容量存储器和电源部分组成。其中TMS320F206为整个系统的CPU部分,它控制A/D的工作;导联和放大部分组成检测部分,主要完成心电信号的检出及放大;A/D部分则将放大后的心电信号由模拟形式转化为数字形式,供CPU部分进行分析、存储等处理。此外,系统还拥有与计算机的接口,用于医务人员对病人心电信号的提取,分析处理及打印等操作。

　　本文重点介绍Holter系统的核心部分DSP与MAX147的接口设计。

　　3　TMS320F206与MAX147的接口设计

　　TMS320F206与MAX147的外部时钟模式接口电路如图2所示。通常启动转换及经串口传送数据须经以下几个步骤:

　　1)将TMS320F206的CLKX和CLKR引脚设置为输入状态,上升沿有效,MAX147的SCLK引脚同样设置为输入状态,上升沿有效,且都工作在外部时钟方式。

　　2)TMS320F206的XF引脚输出低电平,用来驱动MAX147的CS引脚,从而使MAX147可从DIN引脚接收控制字节。

　　3)向MAX147写入形如10001111的字节,即使得MAX147工作在单端、单极、外部时钟模式,000表示MAX147的第一管脚作为模拟信号输入端。

　　4) MAX147的SSTRB引脚的输出给TMS320F206的FSR提供输入信号,SSTRB上的下降沿着表示转换正在进行,并作为TMS320F206的帧同步信号,通知TMS320F206准备接收数据。

　　5)在接着的16个时钟信号的每一个下降沿,TMS320F206读出转换结果的每一个数据位,共16位,其中前12位代表转换的结果,后4位为补充的位,与转换结果无关,应舍去。

　　6)变CS为高电平,使MAX147处于低功耗状态,直到下一次启动转换时,再使之变为低电平。

　　4　软件设计

　　4.1　程序设计

　　该部分主要完成TMS320F206与MAX147的通信及采样数据的存储,共有三大部分组成:命令文件(C203.cmd)、头文件(init.h,vector. h)及源程序(tmsad.asm)。其中,命令文件完成对存储器空间的分配及各分区的定位;头文件的init.h完成对变量及标号的定义,vector.h为中断向量列表文件;源程序用来控制A/D的工作方式及采样数据的存储源程序用来控制A/D的工作方式及采样数据的存储,其流程图见图3。

　　4.2　采样源程序

　　采样程序主要有两部分组成:

　　(1)初始化