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STM32设计的一款AED 体外除颤器的详细资料

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楼主: goodluck09876
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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 10:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览
    根据心电信号的特征和AED系统自身的特点,采集电路需要考虑的设计要求,
有以下几点:
    (1)供电电源:系统采用电池供电,因此首先要求采集电路需功耗低,其次系
统对采集电路提供++3.3V供电,因此也就要求采集电路中所有使用到的运算放大器需
单电源供电。
    (2)放大倍数:鉴于心电信号的幅值较低,需要对其进行放大采集,放大倍数
应该合理,适应ADC的采集范围,故放大倍数也是一设计指标。
      (3)频率带宽:对于患者的监测而言,要求一3dB频率带宽从1Hz至30Hz,诊
断层次则要求带宽更宽,本系统属于监测范畴。
    (4)共模抑制比:共模电压主要有两部分组成:工频干扰和直流电极偏置电势。
改变皮肤与电极的接触、肌肉的收缩或肌动电流的脉冲尖峰、呼吸运动、电磁干扰等
祸合至输入端的噪声,都需要抑制消除,一般要求共模抑制比CMRR>80dB o
    心电的导联主要通过电极片及其导线来完成,临床诊断一般常采用常规12导联,
即标准导联(I, II, III ),加压肢体导联(aVR, aVL, aVF ),胸前导联(V1^-V6)o
然而对于AED系统,只需要通过胸前两个导联获取心电信号。AED系统所使用的电
极片是专用的除颤电极片,与一般获取心电信号采用的电极片有所不同的是,这种电
极片还需要输送给人体除颤能量。

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 10:56 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 10:57 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 10:57 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:01 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:02 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:02 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:03 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:04 | 只看该作者
    由于AD5933测量阻抗范围从10 ^-1 OMS2,范围很大,然而AED系统中经胸阻
抗检测范围要求为20^-20052之间,为了精确的测量经胸阻抗,设计了如图3.17所示
的电路,该电路由AD5933以及放大器电路、滤波电路组成。其中Zp为待测人体经
胸阻抗;E1, E2是电极片;电容C5, C6是滤除心电信号。外部运算放大器的增加
是在测量小阻抗时将AD5933的系统增益置于其线性范围以内。运放U2B通过电阻
RS和R6衰减了VOUT输出的激励电压峰峰值(2Vpp衰减到0.4Vpp ),以降低流过
阻抗的信号电流,使得输出串联电阻ROUT对阻抗的计算影响最小。电阻R8是电流
电压放大器增益设置电阻。电阻R7是为了计算增益系数增加的校准电阻,其精度为
1 %o。AD5933采用内置时钟为DDS提供时钟源,故其MCLK管脚不作处理。供电
采用数字+3.3VDD和模拟+3.3V FAo I2C总线时钟信号SCL、数据信号SDA分别与
微控制器相连接。

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:04 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:04 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:05 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:13 | 只看该作者
    语音模块主要由音频编解码芯片、音频功率放大器、扬声器、麦克风组成。微控
制器MCU通过音频总线将语音数据传送给音频编解码芯片,经过解码后的模拟信号,
再由音频功率放大器放大,最后通过扬声器播出声音。反之,若需要录音时,麦克风
将声音信号转换为电信号,经音频编解码芯片对其放大、采样,然后按照音频格式编
码处理。
    音频编码芯片选用TI公司生产的TLV320AIC23B芯片,具有高性能的立体声编
解码器,90dB信噪比的多路E一△型ADC. 1 OOdB信噪比的多路E一△型DAC,支持
8 ^' 96KHz的采样频率,+3.3V的供电电压。拥有对其操作控制的I2C或SPI接口以
及兼容I2S通信协议的音频接口。
      (1) STM32F429BIT6串行音频接口(SAI)介绍
    STM32F429BIT6拥有一个功能强大的音频接口,其主要功能特性如下:
    .可灵活配置并支持多种音频协议,如标准I2S, LSB或者MSB, PCM, TDM
  (时分复用)、AC'97协议
    .包含2个独立的子模块,可彼此独立工作:发送、接收;主机、从机,或工
作在同步模式下。子模块有各自独立的时钟产生器
    .集成专用的语音数据FIFO,使用DMA通道进行读写操作,减轻了内核的工
作量
    .多种灵活的帧同步(FS)方式,FS时序可灵活配置,来满足不同的音频协议
    .静音模式、单声道/立体声功能选择、音频信号压缩与扩展(A律、林律)

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:13 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:14 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:14 | 只看该作者
    系统选用Microchip公司的RN-171无线传输模块,其外形较小,超低功耗。非
常适应一些移动无线应用场合,例如资产监控、传感器以及便携式电池供电设备。它
包含了一个2.4GHz Radio, 32-bit SPARC处理器,TCP/IP协议栈,实时时钟,密码
加速器,电源管理,以及模拟传感器接口。
    该模块预装的固件库简化了应用程序的开发。在连接方式上极其简单,硬件电路
仅仅需要连接PWR, TX, RX, GND管脚,便可创建一个无线数据链接。此外,模
拟传感器输入可以连接各种类型的传感器,例如温度,音频,运动以及加速度。具有
深度睡眠模式,自动扫描,连接到一个接入点的功能。RN-171还包括一个内置的
HTML客户端可以自动地上传串口UART数据或传感器数据到一个WEB服务器。

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:15 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:15 | 只看该作者

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:15 | 只看该作者
    微控制器STM32F429BIT6与WIFI模块RN-171的接口连接如图3.23所示,系
统采用串口UART连接的方式,MCU使用串口1与其相连。统一采用3.3V供电,
因此接口电平一致,可以直接连接。

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goodluck09876|  楼主 | 2019-6-22 11:19 | 只看该作者

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