采用EFM32單片機的心電信號發生器的設計

　　主處理器EFM32單片機是挪威的Energy Micro最新推出的超低功耗單片機，功耗只有現有同類內核單片機的四分之一，且具有豐富的外設接口。本文選用EFM32LG332F64，具有64K的FLASH和32K的RAM，該型號芯片最大FLASH可以達到256K。EFM32單片機含有2個12位的DAC數模轉換通道，滿足系統的要求。選用TLC2252雙路運算放大器作為電壓跟隨器，其中一路作為DA轉換后的跟隨，以提高信號的帶負載能力，另一路與分壓電路配合搭建成基準電路，為RL和LL提供1.65V的基準電壓，基準電壓電路如圖3所示。模擬開關電路部分選取芯片CD74HC4051PWR，通過單片機的PA0-PA2三個GPIO口控制芯片的通道選擇，實現不同導聯的波形切換輸出。模擬開關部分電路如圖4所示。

　　軟件設計

　　該心電信號發生器軟件設計中重要的工作是初始化模塊、導聯切換控制，針對系統各項功能的要求，設置相應的參數使得系統可以穩定地工作。主處理器EFM32LG332F64的初始化，包括對GPIO口的初始化、時鐘的初始化、DA的初始化等等。主處理器EFM32LG332F64通過USB數據線接收PC機發送的波形和導聯命令數據包，并對波形數據進行DA轉換，控制輸出時間。單片機控制模擬開關電路實現輸出導聯波形，從而達到信號模擬的效果。軟件流程圖如圖5所示。

　　總結

　　系統的主處理器EFM32LG332F64單片機是低功耗、低噪聲、具有Cortex-M3內核的32位單片機，其高達48MHz的主頻可以提高系統的性能和運算速度。通過PC機的數據輸入，EFM32LG332F64單片機完成數據解包、定時發送、導聯切換等功能，實現了不同導聯的心電信號以及檢測波形信號的模擬，由于采用USB供電、EFM32LG332F64內置DAC模塊，本文設計的心電信號發生器具有運算速度快、低功耗、體積小等特點，功能齊全，攜帶方便，對心電信號的研究與心電相關醫療器械的研發具有較大的意義。

　　參考文獻：
　　[1] 余學飛.現代醫學電子儀器原理與設計[M].第2版.廣東:華南理工大學出版社,2007:76-100
　　[2] 田大軍,張子明,施遠征,蘇文娟,楊廷雷.心電模擬波形發生系統的設計[J].現代電子技術,2010,(9):141-144
　　[3] 狄國偉,唐曉英,劉偉峰.心電信號實驗研究系統設計[J].生命科學儀器,2007,(5):23-26
　　[4] 周文芳.多道心電信號發生器的設計[J].濰坊學院學報,2009,9,(6):29-30
　　[5] 李朝偉,羅二平,何史林,應俊,陳廣飛,劉長庭.多功能心電信號模擬器研制[J].醫療衛生裝備,2011,32,(5):6-8