ADS1298模擬前端的便攜式生理信號采集系統
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ADS1298主要特性為：
①8通道24位ADC轉換芯片，其采樣頻率可工作在250sps～32ksps。
②各通道含可編程放大器，其放大倍數在1～12倍可調；CMRR>100 dB時，輸入阻抗約為10MΩ。
③內置右腿驅動放大器和威爾遜中心電端。
根據心電模式或腦電模式的具體應用，通過單片機配置多路選擇器(MUX)內部各個輸入端(INPUTS、RLD)的通斷，可編程放大器(A1～A8)的放大倍數和AD轉換器(ADC1～ADC8)的采樣頻率。當芯片完成一次轉換，Data Ready引腳變為低電平，通知MCU通過SPI總線讀取數據。
2．4 MCU控制部分
選用STM32F103芯片作為系統的MCU。該芯片具有高性能(72 MHz工作頻率、具有單周期乘法指令和硬件除法指令)，低功耗(0．19 mW／ MHz)和豐富外設(SPI及USB等)等特點。對于模擬前端ADS1298，MCU作為主機，采用SPI協議進行通信。系統上電時，設置ADS1298的相應寄存器；在檢測到ADS1298的Data Ready信號后，讀取ADC的轉換結果。對于上位機，MCU作為從機，采用USB協議和上位機進行通信。MCU在連接上位機時，完成USB枚舉等初始化動作；當接收到ADS1298的數據后，打包成USB數據包，傳送給上位機。
2．5 USB隔離
為保護人體安全，本設計中采用ADuM4160芯片進行上下位機隔離，下位機采用電池供電。ADuM4160芯片是ADI公司推出的專用USB隔離芯片，具有透明、易于配置、兼容USB2．0協議、可隔離5 000 V電壓等優點。圖4為USB隔離部分框圖。芯片左側VBUS1、DD+、DD-和GND1分別連接上位機的5 V、USB正端、USB負端和地線；芯片右側VBUS2、DD+、DD-和PIN分別連接MCU的電源、USB正端(PA12口)、USB負端(PA11口)、I ／O口(PA10口)，其中PIN為使能端。本文引用地址：http://www.j9360.com/article/202392.htm
2．6 電源部分
本系統需要3路電源供電：數字部分供電電壓3．3 V、模擬正端供電電壓3 V、模擬負端供電電壓-3 V。其中，3．3 V由AMS1117-3．3芯片從電池電壓轉換得到，3V由TPS73230芯片從電池芯片轉換得到，-3V由TPS60403芯片從3V電壓轉換得到。
3 上位機程序設計
3．1 USB驅動部分
采用LabVIEW的NI-VISA子程序控件來實現USB驅動。VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一個用來與各種儀器總線進行通信的高級應用編程接口(API)。運用該API，可使用NI-VISA方便地實現USB的讀寫功能。
基于NI-VISA的USB驅動配置過程如下：
①使用驅動程序開發向導(Driver Development Wizard，DDW)創建INF文檔。安裝NI-VISA軟件(3．0或后續版本)，打開DDW，選擇USB，在相應欄里面填入USB設備的VID、PIE)、制造商名稱和型號名稱，最后點擊“完成”按鈕即可生成*．INF驅動文件。
②安裝INF文檔，并安裝使用INF文檔的USB設備。將*．INF文件復制到系統盤的Windows文件夾下，在右鍵菜單中點擊安裝即可。當PC機檢測到本系統的下位機接入后，會根據INF配置文件加載NI-VISA作為底層驅動。
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