基于STM32物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)板(6)--AD8232心電圖監(jiān)測模塊

1.概述

AD8232是一款用于ECG及其他生物電測量應(yīng)用的集成信號調(diào)理模塊。該器件設(shè)計(jì)用于在具有運(yùn)動或遠(yuǎn)程電極放置產(chǎn)生的噪聲的情況下提取、放大及過濾微弱的生物電信號。該設(shè)計(jì)使得超低功耗模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或嵌入式微控制器能夠輕松地采集輸出信號。

AD8232采用雙極點(diǎn)高通濾波器來消除運(yùn)動偽像和電極半電池電位。該濾波器與儀表放大器結(jié)構(gòu)緊密耦合，可實(shí)現(xiàn)單級高增益及高通濾波，從而節(jié)約了空間和成本。AD8232采用一個無使用約束運(yùn)算放大器來創(chuàng)建一個三極點(diǎn)低通濾波器，消除了額外的噪聲。用戶可以通過選擇所有濾波器的截止頻率來滿足不同類型應(yīng)用的需要。

對于可穿戴式運(yùn)動器械， AD8232通常置于心臟附近的容器中。兩個檢測電極置于胸肌下面；無需使用驅(qū)動電極。由于從心臟到AD8232的距離很短，因此心臟信號很強(qiáng)并且肌肉偽像干擾較小。

應(yīng)用

• 健身及運(yùn)動心率監(jiān)護(hù)儀
• 便攜式ECG
• 遠(yuǎn)程健康監(jiān)護(hù)
• 游戲外圍設(shè)備
• 生物電信號采集

• 硬件接口：

• 連接方式

OUT運(yùn)放輸出端，接到ADC的輸入端，LOD-、LOD+接到身上的三個電極，導(dǎo)聯(lián)脫落，這兩個口某一個口會變?yōu)楦唠娖?，所以將這兩個口接到輸入口上。SDN開啟和關(guān)閉模塊功能，接到GPIO輸出口，給它高電平則模塊工作，給低電平則不工作。

2.工作原理

AD8232是一款集成前端，適用于對心臟生物電信號進(jìn)行信號調(diào)理來進(jìn)行心率監(jiān)護(hù)。它內(nèi)置一個專用儀表放大器(IA)、一個運(yùn)算放大器(A1)、一個右腿驅(qū)動放大器(A2)和一個中間電源電壓基準(zhǔn)電壓緩沖器(A3)。此外，AD8232內(nèi)置導(dǎo)聯(lián)脫落檢測電路和一個自動快速恢復(fù)電路，該電路可在導(dǎo)聯(lián)重新連接后迅速恢復(fù)信號。

AD8232集成專用儀表放大器，可放大ECG信號，同時抑制的電極半電池電位。這是通過間接電流反饋架構(gòu)實(shí)現(xiàn)的，與傳統(tǒng)方案相比，該架構(gòu)還能減小尺寸和降低功耗。

3.硬件配置

開發(fā)平臺：STM32CubeMx +KEIL5

核心控制器：STM32F103RET6

數(shù)據(jù)采集方式：ADC

AD8232數(shù)據(jù)采集通過ADC方式處理，ADC模式配置如下：

1.時鐘配置

STM32本身自帶ADC功能，是一個12位ADC是一種逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器。它有多達(dá)18個通道，可測量16個外部和2個內(nèi)部
信號源。各通道的A/D轉(zhuǎn)換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)行。 ADC的結(jié)果可以左對齊或右對齊方式存儲在16位數(shù)據(jù)寄存器中。
模擬看門狗特性允許應(yīng)用程序檢測輸入電壓是否超出用戶定義的高/低閥值。

ADC的輸入時鐘不得超過14MHz，它是由PCLK2經(jīng)分頻產(chǎn)生。

2.ADC模式配置

4.數(shù)據(jù)處理

//ADC初始戶此處略過
//讀取ADC通道數(shù)據(jù)
u16 Get_Regular_Channelx(u16 ch)
{
	ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};
	sConfig.Channel=ch;//通道號

	sConfig.SamplingTime=ADC_SAMPLETIME_239CYCLES_5;//采樣周期
	if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)//ADC通道初始化
   {
     Error_Handler();
   }	
	HAL_ADC_Start(&hadc1);//開啟ADC
	HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1,20);//等待規(guī)則通道轉(zhuǎn)換完成
	return HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
}
/*多次測量求平均值*/
u16 AD8232_GetVal(void)
{
  u16 data[10];
  u8 i=0,j=0;
  for(i=0;i<10;i++)
  {
    data[i]=Get_Regular_Channelx(10);
  }
  /*排序*/
  u32 count=0;
  u16 temp;
  for(i=0;i<9;i++)
  {
    for(j=0;j<9-i;j++)
    {
      if(data[j]>data[j+1])
      {
        temp=data[j];
        data[j]=data[j+1];
        data[j+1]=temp;
      }
    }
  }
  for(i=2;i<8;i++)
  {
    count+=data[i];
  }
  temp=count/6;
  return temp;
}

5.運(yùn)行效果