用SP061A实现心电数据的FFT与压缩

用SP061A实现心电数据的FFT与压缩

用SP061A实现心电数据的FFT与压缩
摘要：在SP061A单片机上实现对ECC信号的FFT、滤波和压缩。合理组织SP061A的硬件资
源，并采取数据分段长度可选、避开高频分量的计算和简易的数据压缩算法，使存储开
销、运算速度和精度满足实用要求。
    关键词：ECC数据 SP061A FFT 滤波 压缩
在远程心电监护系统中，心电信号采集器是实现心电信号的现场采集、存储和传输的
重要终端设备。对采集器的基本要求之一是：及时对采集到的心电信号进行滤波和压缩
等预处理，以减少存储器占用量和数据远程传输到头端服务器的开销。为降低成本，这
些任务一般采用单片机完成。然而，限于单片机的资源、运算能力和运行速度，许多压
缩算法，如周期压缩法、小波变换压缩法和神经网络方法等无法使用，一些缺乏快速算
法的频域变换法也很难达到实用的程度[3]。高性价比的心电信号采集器的研制一直是一
个热点问题。

   
通过研究FFT(快速傅立叶变换)的算法结构和心电信号的特点发现，采用分段FFT，保留
分析心电波形需要的谐波成分，巧妙地组织单片机的片内RAM资源，可使数据运算量和R
AM开销大大减少，能实现数据滤波和压缩，且能达到实时采集与处理所需的运算速度。

SP061A是凌阳科技公司研制的一款16位超低功耗单片机[1]，片内有2K字RAM、10位A
／D转换器，CPU时钟高达49．152MHz，且价格低廉，还特别具有一套精简、高效的指令
系统和类似于DSP的硬件内积运算功能。这些特点很适合心电信号的采集和处理。图1是
作者研发的心电信号采集器中有关硬件的组成框图：多路ECG模拟信号送SP061A进行A／
D转换，转换数据送NVRAM
DSl265W暂存；待采集完成后，由SP061A进行FFT和滤波、压缩；压缩结果送回DSl265W，
再适时通过电话线或计算机网络送到监护中心处理