基于MSP430和USB技术的Holter心电系统设计

简介：
本项目设计了一种基于MSP430微控制器和USB接口技术的心电监测设备——Holter心电系统。该系统能够实时采集、传输并存储心电信号，便于医生远程诊断分析。 ### 基于MSP430与USB技术的心电图Holter系统设计 #### 摘要 本段落介绍了一种新型集成心电图（ECG）Holter系统的创新设计方法。该Holter系统基于高性能的ECG信号采样滤波放大系统、MSP430 16位超低功耗微程序控制单元（MCU）以及SL811HS通用串行总线（USB）控制器模块。此外，系统还利用了大容量的Flash存储器HY27US16561M来记录ECG信号，并通过SL811HS USB控制器将所记录的ECG信号发送到监测中心。 #### 关键词 - Holter ECG - MSP430F149 - USB #### 引言 根据世界卫生组织（WHO）最近发布的报告，未来二十年内全球人口健康需求将会发生显著变化。慢性疾病、精神疾病和伤害将成为导致残疾的主要原因。与此同时，许多国家的老年人口数量也在不断增加。这些因素加上社会经济因素，导致越来越多的老年人选择居家养老，从而使得长期监测及家庭护理服务的需求急剧上升。 Holter心电图系统是一种简便易行且能在多种场合下实现连续ECG监测的技术，包括社区诊所、家庭及医院等。基于MSP430和USB技术的心电图Holter系统（即便携式数字Holter），主要由ECG数据采集电路、模数转换器（AD转换器）以及具有足够大容量的存储单元组成，足以支持24小时记录工作。为了提供更大的患者活动范围，该系统配备了USB接口，并利用USB闪存盘作为数据传输工具，将监测数据上传至网络连接的个人电脑上。使用USB闪存盘进行数据传输的优势包括即插即用和高速传输等。 #### 技术细节 **1. MSP430 MCU** - **简介**：MSP430系列是TI（德州仪器）生产的16位超低功耗微控制器，其中MSP430F149型号因其高性能、低功耗特性，在便携式医疗设备中广泛应用。 - **特点**： - 高性能：采用16位RISC架构支持高速数据处理。 - 超低功耗：通过多种节能模式实现长时间监测任务的运行需求。 - 外设丰富：内置ADC、定时器等多种外设，方便实现ECG信号采集。 **2. ECG信号采集电路** - **设计原理**：该电路负责从人体获取心电信号并进行预处理。通常包括前置放大器和带通滤波器等组成部分，确保信号质量的同时减少噪声干扰。 - **关键组件**： - 前置放大器：用于放大微弱的ECG信号。 - 带通滤波器：滤除不必要的频率成分，保留心电信号特征频率。 - AD转换器：将模拟信号转化为数字信号以便后续处理。 **3. USB技术的应用** - **SL811HS USB控制器**：该模块作为USB接口的核心部件，负责数据传输任务。它支持USB 1.1标准，并能够实现高速的数据交换。 - **优势**： - 即插即用功能：便于用户快速接入监测系统。 - 数据传输速率高：最高可达12Mbps，满足大数据量的传输需求。 - 兼容性强：广泛支持各种操作系统平台。 #### 结论 本段落提出了一种基于MSP430和USB技术的心电图Holter系统设计方法。该系统不仅能够稳定可靠地运行超过24小时，而且具有体积小巧、存储容量大、功耗低等优点，非常适合随身携带使用。通过采用USB闪存盘传输数据的方式进一步增强了系统的便捷性和实用性。这种新型Holter系统的出现为长期心电监测领域提供了新的解决方案和技术支持。