基于DSP数字心电图机的设计

　　1 基于 DSP 数字心电图机的技术要求

　　数字心电图机除了 具备 常规 心电图 机[ 1]的 优点外 ，还具有自身不可替代的优势 。 虽然 ECG (Electro CardioGraph)信号可直观地反映人体心脏的工作状况 ，但由 于心电 信号 本身 就很微 弱(一 般只 有mV级) ，而 在测 量 时外部干 扰(如 工频干 扰、肌 电噪声 、呼吸 干扰 、基线漂 移等)严重，所以在采集时具有较大的难度。 心电图机记录ECG的方式从技术上可分为两大类：单通道分步记录式和多通道同步记录式。由于受技术条件的限制,以前的心电图机基本属于前者。趋势是由模拟式单通道记录逐渐向数字式12导联同步记录ECG信号发展。

　　开发的数字心电图机技术要求如下：

　　(1)具有自动分析功能时，可以对心率等参数进行计算，自动报告心律失常类别。

　　(2)数字心电图机的抗干扰能力强，对各种干扰采用数字滤波的方法,大大优于模拟心电图机的性能指标。

　　(3)准确度高,实时性好。 数字化心电图机采用高速、高精度A/D采集心电数据，将模拟量转换为数字量。

　　(4)自动测试分析功能。 由于数字化心电图机带有自动分析 系统 ， 故其可 以具 备自 动测量 和 心 电 图 解 释 功能， 可实时提供心率、R-R 间期 、S-T 段等 参考 数据以辅助诊断。

　　(5)心电信息的再现和保存。 由于在数字化心电图机中，心电信号经数模转化后成为数字量存放于非易失性存 储器中， 可随 时提取 回放 ， 或通 过标准 接 口 RS233 传送到计算机系统， 有利于医务人员对患者进行进一步诊断和心电信息交流。

　　(6)友好人机接口界面。

　　操作者可方便地选择各种采集、滤波、打印方式，并可通过液晶显示屏(LCD)显示系统的工作状态，以便随时改变方式或工作状态，获得最佳数据。为了实现上述目标必须对心电图的记录、分析理论和技术进行多方面的研究， 重点突破在低成本和低功耗的条件下,实现和满足上述要求的硬件和软件。

　　2 基于 DSP 与单片机技术的硬件架构设计

　　TMS320F206 (以下简称F206 )是美国TI公司推出的一种性能价格比较高的定点DSP芯片[ 2]， 全部采用静态CMOS集成工艺制作而成。 它以 TMS320C2XX 为基础 ， 但功耗更低。 32 KB 闪烁存储器内嵌于 DSP 中，减小 了系统体积， 提高 了系 统稳定 性 ， 而 且 毋 需 专 门 的 编 程 器(XDS510仿 真器 即具有 编 程 功 能) ，从 而 减 少 了 开 发 成本。 在本系统中，F206 负责数据处理及存储打印等高速实时任 务。 经 实践表 明 ， 采 用了 该设 计 后 充 分 发 挥 了F206速度快、 精度高的特点 ， 使系统能够达到多通道实时高速同步采样、 处理及精度的指标要求 。 作为整机构成的基础， 系统的硬件设计直接影响到整机的性能与价格。 为了缩小整机体积并降低功耗，必须在满足系统性能要求的情况下尽可能减少硬件开销。