低功耗超大存储容量的动态心电记录仪的设计_电子信息和通信论文

低功耗超大存储容量的动态心电记录仪的设计_电子信息和通信论文 电子信息和通信论文 摘要:介绍了一种由低功耗超大容量Flash闪速存储器28F128J3及低功耗单片机78LE54组成的小型动态心电记录仪的总体设计思路。该有效地解决了全息Hlter中存在的大容量存储与低功耗的问题。该记录仪可完整地记录24小时的三导联EG信息，具有体积小、功耗小的特点，适用于家庭监护和危重病人的抢救。 关键词:心电记录仪 低功耗 超大存储容量 由电极从人体表面测得的经放大后显示的波形称为心电图(Eletrardigra，简称EG)。临床上，EG是医生诊断心脏疾病的主要依据之一。由于一些异常心电信息只有在某些特定情况下才出现，因此对EG进行长时期的记录有着极其重要的临床价值。目前国内的便携式EG记录仪存储容量偏小[1,2]，最多能记录8小时的心电数据;使用微机控制[3]虽监控和分析性能优良，但其体积大，不适合家庭病人监护和救护车中、偏远地区以及野战部队的危重病人的抢救。因此，开发了低功耗大存储容量的小型动态心电记录仪，该记录仪可完整地记录下24小时的EG信息;功耗小，可使用便携式碱性电池供电，对于中小型医院、家庭以及在旅途中救护危重病人是有实用价值的。 1 心电记录仪主要器件 图1是小型心电记录仪的基本电路组成框图，该电路中全部芯片均采用低功耗芯片。 1.1 低功耗大容量Flash存储器28F128J3 小型心电记录仪的数据存储采用Intel公司的28F128J3 Flash存储芯片。该芯片采用.181μ ETXTV?(J3)和0.25μ ETXT VI(J3A)每单元存储两位的制造技术，使得存储器的质量和可靠性大大提高，存储密度更高。芯片采用高密度对称分块结构，有128个128K字节块。允许用户对任意块进行字节编程和写缓冲器字节编程操作，每字节编程时间为210μs;若采用写缓冲器字节编程方式，32字节编程共需218μs，每字节编程时间仅为6.8μs。芯片的块擦除时间为1s，允许在编程或块擦除操作的同时进行悬挂中断去进行读操作，待读操作完成后，写入悬挂恢复命令，再继续编程或块擦除。芯片的读操作类似于EEPR，读取速度为25ns。芯片使用2.7V,3.6V的电源电压，最大工作电流为80A，在休眠模式下电流仅为50μA。同时，其功耗非常小。它的存储容量为128b，即16byte，是一种低功耗、高密度、非易失的动态心电数据采集和存储介质，非常适合作为小型动态心电记录仪的数据存储器。 本仪器选用四片28F128J3 Flash存储芯片，合计存储容量为64byte。按每分钟采样200次心电信号计算，24小时需存储的每导EG数据容量大约为17byte，三导联EG数据大约51byte，完全可以满足要求。在软件设计上，采用循环记录的形式，当64byte记录完毕时，擦除一个扇区，再写入新的心电数据。所以该仪器记录的总是最新的24小时的心电数据。 1.2 低功耗单片机78LE54 78LE54是inbnd公司推出的一款与S-8051全兼容的宽电源电压范围(2.4V,5.5V)的低功耗8位单片机。该芯片内含16Kbyte的Flash EPR，256byte的RA，4个8位双向I/口，4位可位寻址的双向I/口，3个16位定时器/计数器，硬件看门狗，1个串行口，8个中断源。正常工作电流不大于10A，将单片机设置为低功耗休眠运行模式，则工作电流仅为1.5A。而S-8051单片机的工作电流最大为40A，休眠工作模式电流为14A。而且，78LE54内含程序存储器，因此读操作功耗小，不需要采用文献[1]所述的减小存储器功耗的方法;同时单片机内含程序存储器，对电磁干扰的抵抗能力更强。可见，78LE54单片机的总体功耗远小于S-8051系列单片机。选择78LE54作为PU芯片是基于低功耗设计思路的。 1.3 低功耗、全自治式单片12位A/D转换器 12L458是美国国家半导体公司于1999年推出的低功耗、宽电压范围(3V,5V)的13位(12位 +符号位)自治式A/D转换器。该A/D转换器的价格仅为普通12位A/D转换器的两倍，但综合性能大大高于普通12位A/D转换器。13位A/D转换器转换时间为7.7μs，最大功耗为15，在3.3V电压下典型工作电流为2.25A，最大电流为3.5A，待机电流为1.5μA，待机功耗为5μ。12L458是一个全自治式A/D转换器，其内部包含一个指令RA和一个事件序列发生器，以及一个32字的FIF数据缓1/2 12下一页尾页 下载此论文:低功耗超大存储容量的动态心电记录仪的设计.dx(rd 文档)