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(shí)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(hào)采集傳感器采集的心電信號(hào)接入12位ADC，ADC將心電模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)被BUF鎖存，然后送給Core8051供其采集處理。Core8051中設(shè)計(jì)算法，將ADC傳來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成VGA可以顯示的數(shù)據(jù)，然后送給VGA驅(qū)動(dòng)模塊。

　　2.1 ADC模塊設(shè)計(jì)

　　Fution FPGA內(nèi)含采樣精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間可以靈活配置的AD轉(zhuǎn)換器，為靈活的AD轉(zhuǎn)換方案提供了可能性。作為一種逐次逼近型ADC，這種轉(zhuǎn)換器具有高達(dá)600 Ks/s采樣率，器件內(nèi)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(dòng)校準(zhǔn)功能。

　　利用FPGA內(nèi)部邏輯單元對(duì)ADC進(jìn)行配置：設(shè)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(nèi)電壓源供電，同時(shí)FPGA內(nèi)部的ADC具有Prescaler（預(yù)處理器），所以可以靈活地設(shè)置采樣電壓的范圍，更進(jìn)一步保證了AD轉(zhuǎn)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(zhǔn)；

　　(3)上電校準(zhǔn)后（CALIBRATE=1）,對(duì)ACM 進(jìn)行配置；

　　(4)配置完成后，通過ADC_START來使ADC工作。

　　FPGA內(nèi)部邏輯單元進(jìn)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。