基于TMS320LF2407ADSP心電監護系統

系統硬件結構

　　整個系統可分為心電信號采集部分和信號處理部分。信號處理部分以TMS320LF2407A為處理器，擴展了外部存儲器、液晶顯示、按鍵和串行通訊接口等。

　　電源是系統工作的首要條件，本系統采用5V和3.3V兩種電壓，系統輸入電源電壓為5V直流，因此需要轉換，本系統采用AMS1117-3.3進行5V~3.3V電壓轉換，發光二極管D3為電源指示燈。

　　心電圖（ECG）采集電路通過傳感器采集心電信號然后把采集的模擬信號送到TMS320LF2407A內部集成的10位A/D輸入端進行A/D轉換，采用由兩個事件管理器來觸發一個16通道輸入的A/D轉換器的方式來提高轉換精度以精確采集微弱的心電信號。

　　TMS320LF2407A內部集成了1.5K RAM和32K FLASH，32K FLASH容量已基本夠用，而內部的RAM存儲空間太小，為保存大量的采樣數據、運算的中間結果和提高系統的運行速度，系統增加了外部數據存儲器（RAM）和外部程序存儲器（RAM），分別用TMS320LF2407A的PS和DS信號進行片選。本系統采用的RAM存儲器是兩片 IS61LV6416-10T，它的存儲容量為64K 16位。數據存取時間為10ns，能滿足高速運行的需要，工作電壓為3.3V，與DSP工作電壓一致，無需電平轉換電路。

　　液晶顯示模塊用來顯示心電圖，使用戶在沒有PC機的情況下也可以直觀地觀察到心電圖。心電圖也可以通過串口和PC機相連由PC機顯示。在不用來顯示心電圖時，液晶可以顯示系統狀態和其他信息。此液晶模塊內含SED1335控制器，分辨率為128 128，該模塊特點是功耗低、抗干擾能力強，模塊上集成了液晶顯示控制器、驅動器、RAM,ROM和LCD顯示器，使用時只需向模塊送入相應的命令和數據即可顯示所需信息。與DSP接口簡單，使用方便靈活。 TMS320LF2407A是3.3V供電，液晶模塊是5V電源供電，所以它們之間要通過電平轉換電路連接，本系統采用SN74LV16345A來實現電平匹配。

　　TMS320LF2407A集成了一個全雙工異步串口，可以實現心電模塊和PC機或者其他設備的通信。但是RS232電平和TTL電平不兼容，我們使用了一片電平轉換芯片MAX232，它采用+5V單電源供電，電路簡單，使用方便。

　　為了方便設置，系統還增加了按鍵模塊，用戶可以通過按鍵來控制系統的一些功能，如啟動和停止等。

軟件設計

　　了解和分析心電的特征是研究心電信號檢測的基礎，針對心電在不同頻段的特征，設計相應頻段的檢測算法，這是軟件設計的重要任務。

　　心電圖是由一系列的波組所構成，每個波組代表著每一個心動周期。一個波組包括P波、QRS波群、T波及U波，研究表明心電主要的波段在QRS波，R波以及P波段。心率變異性（HVR）分析目前在臨床研究中受到了普遍的重視，是分析心電異常的主要方法。心率變異性分析的對象是心電波形的RR間期，系統在對數據采樣時，就對波形的R波進行定位，找到R波位置，并計算出相鄰R波的間隔RR間期，然后存儲。系統軟件的任務就是把采集到的心電信號進行濾波，然后進行心率變異性分析，計算出RR間期，最后把最終的心電圖顯示在液晶屏幕上。

　　所有程序調試結束后，用仿真器的FLASH燒寫程序通過JTAG口將目標代碼下載到TMS320LF2407A的FLASH中去，實現整個系統的獨立運行。

結束語

　　本文設計了一種以TMS320LF2407A DSP為信號處理器的心電監護系統，該系統把心電信號的采集、分析和顯示集成于一體,而且系統體積小、成本低、便于攜帶、實用性強。