采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器

采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器

采用MSP430设计的12位心电(ECG)放大器
摘要：本文介绍了心电放大器的基本电路构成，以及采用TI公司的MSP430系列单片机对
心电信号进行模数转换处理的方法，还着重探讨了采用带硬件乘法器的MSP430F14X系列
单片机对心电信号进行滤波处理的方法，并给出了相应的实验结果。
   
人体心肌产生的电信号传导到体表之后，由于在体表分布的不同而产生电位差，将这种
电压只有mV级别的电位差放大并绘制成图，就得到了心电图（ECG）。心电图在心血管疾
病的临床诊断中有非常重要的作用。通常采用的心电图按照导联数分有单导联，三导联
，五导联以及十二导联等等；按照精度分常用的有8位和12位精度等等。单导联，精度低
的心电图常用于进行心电监控以及心率测量。12位高精度的心电图由于可以反映出心电
的细微变化，被更加广泛地应用于临床诊断、心电分析等地方。
   
由于心电幅度只有mV量级，需要放大上千倍才能被观察到，并且人体的内阻比较大，因
此一个高阻抗、高增益的放大器是准确获取心电信号的关键。而周围环境中充满了各种
各样的电磁干扰，会严重影响微弱的ECG信号，而其中最为严重的是市电电源的50Hz（部
分国家为60Hz）的干扰。如何避免这些干扰也是心电放大器设计所必须考虑的问题。此
外，进行高精度的AD转换也是关键的步骤，特别是对于12bit的ECG放大器。在一些便携
式应用中，功耗也是需要考虑的因素。
   
TI公司生产的MSP430F13X、MSP430F14X系列微功耗混和信号单片机，由于具有速度快（
8MIPS/16bit），集成度高（Flash，RAM，16bit Timer，8通道12bit
ADC以及UART等）、极低功耗等特点，因此非常适合于ECG放大器一类的应用。MSP430F1
4X系列单片机由于具有硬件乘法器，因此具备一定的DSP功能，可以ECG信号进行滤波等