Luận Văn Thiết kế thiết bị đo điện tim sử dụng fpaa và psoc

MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU 1
MỤC LỤC . 2
DANH MỤC HÌNH VẼ . 4
DANH SÁCH THUẬT NGỮ 5
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ THIẾT KẾ 6
1.1. Một số máy đo điện tim trên thị trường . 6
1.2. Sự phát triển của công nghệ điện tử và kỹ thuật đo lường . 8
1.3. Ý tưởng thiết kế 9
PHẦN II: NHIỆM VỤ THIẾT KẾ VÀ CÁC IC CƠ BẢN . 10
2.1. Tổng quan về tín hiệu điện tim và các nguồn gây nhiễu 10
2.1.1. Tín hiệu điện tim 10
2.1.2. Các nguồn gây nhiễu tới tín hiệu điện tim 11
2.2. Các khối chức năng cần thiết và sơ đồ khối của thiết bị 12
2.2.1. Khối thu thập tín hiệu điện tim . 12
2.2.2. Khối lưu trữ . 12
2.2.3. Khối giao diện hiển thị và điều khiển . 13
2.2.4. Khối kết nối máy tính . 13
2.2.5. Khối vi xử lý trung tâm 13
2.2.6. Khối nguồn 14
2.2.7. Sơ đồ khối của thiết bị 14
2.3. Một số IC và mạch lọc sử dụng trong thiết kế . 15
2.3.1. Công nghệ chuyển mạch tụ điện (Switched Capacitor) . 15
2.3.2. IC tương tự khả trình FPAA AN221E04 16
2.3.3. PSoC và phần mềm PSoC Designer 5 19
2.3.4. Một số mạch lọc cổ điển và mạch lọc chuyển mạch tụ điện 21
a) Mạch lọc RC cơ bản . 21
b) Mạch lọc thông thấp sử dụng công nghệ chuyển mạch tụ điện 22
PHẦN III: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ . 23
3.1. Tính toán các thông số của tín hiệu và cấu hình FPAA . 23
3.1.1. So sánh lựa chọn bộ thu thập tín hiệu điện tim . 23
3.1.2. Đặc tính các bộ lọc và khuếch đại của FPAA . 24
3.1.3. Lập trình FPAA . 24
3.2. Lập trình phần cứng 28
3.2.1. Sơ đồ kết nối MMC – FPAA theo chuẩn SPI . 28
3.2.2. Thiết kế module SPI với PSoC . 28
3.2.3. Nạp cấu hình cho FPAA . 29
3.2.4. Giao tiếp với thẻ nhớ MMC . 29
3.2.5. Lập trình đọc dữ liệu điện tim sử dụng ADC của PSoC 31
3.2.6. Lập trình giao diện GLCD và màn hình cảm ứng . 33
3.2.7. Kết nối với máy tính và giao diện trên máy tính . 34
3.3. Phân tích tổng hợp tài nguyên, tóm tắt lại thiết kế phần cứng 35
3.4. Thiết kế phần mềm . 38
3.4.1. Lưu đồ tổng quát hoạt động của thiết bị . 38
3.4.2. Thiết bị đo chạy độc lập không có kết nối với máy tính 39
3.4.3. Thiết bị đo lấy mẫu và truyền lên máy tính hiển thị 39
3.4.4. Thiết bị không đo, nhập file cấu hình từ máy tính xuống 40
3.4.5. Thiết bị không đo, chỉ trao đổi cơ sở dữ liệu với máy tính 40
3.4.6. Máy tính không kết nối với thiết bị, chỉ truy nhập cơ sở dữ liệu đã lưu 41
PHẦN IV: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 42
4.1. Kết quả thi công phần cứng 42
4.2. Tóm tắt về các kết quả lập trình 46
4.2.1. Phần mềm trên PC . 46
4.2.2. Phần mềm nạp trên vi xử lý trung tâm PSoC 48
4.2.3. Các file cấu hình cho FPAA . 49
4.3. Đánh giá chất lượng của thiết bị . 50
PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
PHỤ LỤC 53
Phụ lục 1: Sơ đồ mạch nạp FPAA từ một vi xử lý hỗ trợ SPI 53
Phụ lục 2: Sơ đồ nguyên lý của thiết bị . 54