2020电赛C题—ADS1292R心电图检测仪

Answer 1

本文聚焦于利用ADS1292R心电图检测仪的原理与应用，以实际案例展现其在医疗监控领域的关键作用。ADS1292R，作为一款由TI公司研发的医用级ADC芯片，专为医疗仪器设计，特别是心电图（ECG）监护，其集成的心电采集部件为小型化设备提供了可能。其低功耗特性使得长时间监控成为现实，输入参考噪音低与高共模抑制比确保了心电采集的准确度。

心电图和呼吸信号作为人体的重要生物电信号，其中心电图因其直观性和规律性，成为评估心脏健康状况的关键指标，对心血管疾病的诊断与治疗至关重要。然而，常规心电图设备受限于获取途径的不便、高昂的成本和时间消耗，限制了其在更广泛领域的应用。今年的电赛设计题目结合当前疫情背景，旨在鼓励学生将所学知识应用于实际问题，以促进理论与实践的有效结合。

首先，ADS1292R的心电检测仪设计涉及芯片的引脚功能与配置。这款芯片拥有32个引脚，但在实际操作中，学生通常仅关注通信引脚与电源引脚，从而节省了硬件设计的时间。接下来，文章详细阐述了信号采集的硬件要求，强调了心电及呼吸信号采集电路的重要性及其对整体系统性能的影响。此外，电极片的选择也是系统性能的关键因素，其性能直接影响到检测电路的噪声水平与共模抑制比，确保了检测结果的准确性和可靠性。

硬件设计阶段，文章介绍了测量电路的基本原理与设计要点，特别强调了人体阻抗对信号采集的潜在影响。为了确保心电信号的准确采集，文章提出了一系列电路设计策略，包括使用保护电阻限制电流、添加电容以隔离直流电流以及设置右腿驱动电路以消除共模干扰。这些设计考虑了心电信号的微弱特性及其易受干扰的特性，旨在提供稳定、可靠的心电检测性能。

为了应对心电信号的降噪需求，文章探讨了硬件降噪与软件滤波两种方法，建议采用软件滤波作为更经济、灵活的解决方案。软件滤波技术能够有效去除干扰信号，提升信号的纯净度，为心电图的准确分析提供支持。

在软件开发方面，文章推荐了TI提供的MSP430作为主控芯片，其与ADS1292R的兼容性与稳定性有助于实现高效的数据采集与处理。同时，文章也提到了STM32作为备选方案，强调了SPI通信方式的普及性与易用性，这为参赛者提供了多样化的选择与技术支持。

总结而言，本文通过对ADS1292R心电图检测仪的深入探讨，不仅揭示了其在医疗监控领域的潜力与价值，还为参赛者提供了从硬件设计到软件开发的全面指导，旨在激发学生将理论知识应用于实践，推动创新与技术进步。通过合理利用资源与技术，学生能够设计出具有实际应用价值的心电图检测仪，为医疗健康领域带来积极影响。