基于Fusion FPGA芯片的心電儀片上系統(tǒng)開發(fā)
2 片上系統(tǒng)的實現(xiàn)原理
具體片上系統(tǒng)框圖如圖2所示。經(jīng)過心電信號采集傳感器采集的心電信號接入12位ADC,ADC將心電模擬信號轉換成數(shù)字信號被BUF鎖存,然后送給Core8051供其采集處理。Core8051中設計算法,將ADC傳來的數(shù)據(jù)轉換成VGA可以顯示的數(shù)據(jù),然后送給VGA驅動模塊。
2.1 ADC模塊設計
Fution FPGA內含采樣精度和轉換時間可以靈活配置的AD轉換器,為靈活的AD轉換方案提供了可能性。作為一種逐次逼近型ADC,這種轉換器具有高達600 Ks/s采樣率,器件內部具有2.56 V的參考源,誤差在12位模式下為±6 LSB,具有自動校準功能。
利用FPGA內部邏輯單元對ADC進行配置:設置ADC精度為12位,參考電壓采用幅值為2.56 V精度為1%片內電壓源供電,同時FPGA內部的ADC具有Prescaler(預處理器),所以可以靈活地設置采樣電壓的范圍,更進一步保證了AD轉換的精確度。ADC初始化工作過程如下:
(1)等待ADCRESET管腳釋放無效;
(2)ADCRESET管腳釋放無效后,ADC上電自校準;
(3)上電校準后(CALIBRATE=1),對ACM 進行配置;
(4)配置完成后,通過ADC_START來使ADC工作。
FPGA內部邏輯單元進行ADC的配置和初始化工作,從而控制ADC采樣,具體過程如圖3所示。
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