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摘要:在便携式心电监护仪器设计中 ,微处理器是影响系统功耗的重要因素,可以通过对微处理器内部资源的设计来降低
! P m- y: A7 N; N+ |整个系统的功耗C8051P040单片机是一低电压供电<2. 7~3. 6 V),集成度更高,运行速度更快的8位CP51处理器,因此+ n; G9 V4 ^& `2 A+ c& p7 F
C8051F040单片机在低功耗系统设计中具有很大优势,在便携式心电监护仪的设计中.我们采取了一系列的硬件 和软件措施.
! a( j' L) Y2 D系统功耗降低了近30 %. .
+ a: @( b7 \! u7 ~" s3 r关键词:心电监护仪;低功耗;系统设计;C8051F040单片机4 s/ b. N7 X* Y* I& D
由于心脏疾病的发病具有突发性、高危险性等* r: M% A+ X* n$ V% L% r1 x
特点,因此有必要设计一种能长时间随身携带的监% B6 E: M8 X3 ?6 u3 Z
护仪来测量并分析病人的心电图、发出预警信号,以
& i& }6 Q" m+ h5 i进行及时抢救.该监护仪使用电池供电,并且要求连0 B) R6 o" Z' B% { p
续工作数天,因此在系统设计中功耗问题显得尤为
. R$ f+ Q4 v* Z6 t" @1 |+ T& ?重要,而一种集成度高、微功耗的微处理器是降低系
. e% K% T* [2 N' R. \统功耗的关键.我们在该系统设计中采用了5 J0 N4 K) }5 j
C8051F040单片机达到了低功耗的目的. ; c1 c# I' q8 i6 r% q2 C& i
1心电监护仪的系统组成及分析
1 L6 [; |8 M) L% P9 k' t0 r- U心电监护仪的一-般结构如图1,该系统包含模9 m3 W8 o* y! ~0 N1 n' @
拟电路和数字电路,通过模拟部分实现对心电信号' s5 K( O* N. i1 p O. ]
的采集、前置放大、滤波、模数转换和数模转换,数字
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. O& N6 y% C6 M$ i; X& y" O部分以微处理器为核心,对采集到的数据进行存储
% H4 m& J: a$ I, [$ G% y1 U5 M1 s和处理、与PC通讯、ECG显示,通过诊断软件对病- X! X* u8 _) Y( u( G' F
人ECG进行分析,在发现异常信号时报警.由于在
+ L/ g- S& d2 }" V* H; l! S9 u该系统中用到较多的外围器件,为减少整个系统的
" C4 B1 Y9 V% t' E7 ^4 V功耗,必须采用低功耗、集成度高的芯片,目前在系; U. n4 E2 a% [! Y2 o( O
统设计中广泛应用的低功耗单片机已有多种,6 f: k7 {' r9 G, h8 G/ y
MSP430F149单片机采用TI公司最新的低功耗技. D, L. k* l7 P$ ]
术,可以工作在1.8~3.6 V的电压下,有正常工作( ?8 l+ T; y4 v
模式(AM)和5种低功耗模式(LMP0、LMPI、
0 r/ e% a3 _# w7 G- f4 DLMP2、LMP3、LMP4) ,各种模式之间可以相互切
) F# v) a0 n* w" R" @4 ?换,其集成了1个模拟比较器、一个12位A/D转换
$ c; I) f0 i+ [3 a) ]* G器、11个16位定时器、高达60 kbyte的Flash、 2
' R. Y+ C5 b! ^7 d4 R: c& |kbyte的RAM.1个硬件乘法器,两个串行通信接口
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