工頻50Hz的濾除電路

1、 3.5 工頻50hz的濾除電路工頻干擾是經絡信號的主要干擾，雖然前置放大電路對共模干擾具有較強的抑制作用，但有部分工頻干擾是以差模信號方式進入電路的，且頻率處于經絡信號的頻帶之內，加上電極和輸入回路不穩(wěn)定等因素，前級電路輸出的經絡信號仍存在較強的工頻干擾，所以必須專門濾除。采用如下圖所示是有源雙t帶阻濾波器，該電路的q值隨著反饋系數（0<<1）的增高而增高，q值與的關系如下：，調節(jié)r16和r17的比值可改變q值。圖3-103.5.1參數計算：，c7=c8=c，c6=2c先取，由公式計算得，在軟件上模擬后，調整為：，。3.5.2 q值討論50hz陷波器的傳遞函數為： （1）幅頻特性

2、為： （2），1，100rad。國家允許交流供電頻率在49.550.5hz范圍內，所以50hz陷波器的q值并不是越高越好，太高時，阻帶過窄，若工頻干擾頻率發(fā)生波動，則根本達不到濾除工頻干擾的目的。而q值太小時，又可能會濾掉有用信號。選擇3db處截止頻率為47.5hz，52.5hz，將，分別代入中計算得，q19.74，q210.24，所以取10，r1722m， r16510k。軟件模擬設計50hz陷波器幅頻特性如下所示：3.6后級放大電路后級放大采用反相放大器，反相放大器一般形式如下圖所示：圖3-12在此電路上加一個電容，就可以同時實現放大和濾波，稱之為實用反相放大器。低端截止頻率設計為0.05

3、hz，由式0.05hz來定c10，r18的值，取c1033，r18100k。再由=-5，取r19=510k。高端截止頻率，由此式計算出c11的值，取c12680。圖3.14設計實用反相放大器的模擬幅頻特性如下所示(輸入信號1mv)：圖3-153.7 總結和討論信號經過放大、濾波、處理后送入單片機進行a/d變換，一方面將a/d變換后的數據通過usb傳到主機； 經絡系統(tǒng)的前向通路對目前面世的許多醫(yī)學儀器起著不可漠視的重要角色；這相當于一個基石，沒有了它，經絡信號就不能很好的放大和給a/d采集，所以當前對經絡的研究是至關重要的。剛要做時，我覺得無法入手，經過長時間的對相關資料的了解，明白自己首要做的

4、事情就是要了解經絡信號的特點，因為經絡信號輸出時的幅度不上5mv，那么選擇一個適合的放大器對設計是第一個要點，在課題的一步步設計下去，碰到的問題不少，如放大電路中芯片的選擇，在對比經絡放大的各種要求才確定一個最方便、最實用的辦法。根據經絡信號的特點，設計了一個帶通濾波器、一個陷波器來對信號進行濾波，也使我明白了多階濾波器的設計；還有一點很重要的就是電容和電阻的參數確定比較繁瑣，在選取使要考慮電阻標稱值。第4章軟件分析與設計4.1系統(tǒng)總體設計usb數據采集系統(tǒng)軟件設計主要包括兩部分：一是usb設備端的單片機軟件，主要完成usb協(xié)議處理與數據交換(多數情況下是一個中斷子程序)以及其它應用功能程序。

5、二是pc端的程序，由usb設備驅動程序和應用程序兩部分組成。公司在express的開發(fā)包中提供了一個通用驅動程序，我們對該驅動程序進行了封裝，完成應用程序與usb操作系統(tǒng)的接口功能。應用程序根據下位機的數據包格式及通信協(xié)議，提取出各種信息供其它模塊使用。pc端程序的開發(fā)難度比較大，程序員不僅要熟悉usb協(xié)議，還要熟悉windows體系結構并能熟練運用ddk工具。4.2 固件程序設計4.2.1 usb接口固件設計對于單片機控制程序，目前沒有任何廠商提供自動生成固件的工具，因此所有程序都要由自己手工編制。根據usb協(xié)議，任何傳輸都是由主機開始的，這樣單片機作它的前臺工作，等待中斷。主機首先要發(fā)令牌

6、包給usb設備, 設備接收到令牌包后就給單片機發(fā)中斷，單片機進入中斷服務程序，首先讀c8051f320的中斷寄存器，判斷usb令牌包的類型，然后執(zhí)行相應的操作。因此，usb單片機程序主要就是中斷服務程序的編寫。在usb單片機程序中要完成對各種令牌包的響應，其中比較難處理的是setup包，主要是端口0的編程。4.2.2單片機主程序設計主程序由兩部分組成:第一、初始化單片機；第二、主循環(huán)部分，其任務是可以中斷的，并對經絡信號進行處理。在此選用了keil c51語言進行了程序的調試和軟件仿真。keil c51開發(fā)系統(tǒng)可以完成編輯、編譯、連接、調試和仿真等整個開發(fā)流程?？梢杂盟鼇砭庉媍或匯編文件，然后

7、由c51或a51編譯器生成目標文件(.obj)。 目標文件可由lib51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經l51連接定位生成絕對目標文件(.abs ). abs文件由oh51轉換成標準的hex文件，以提供給調試器使用，進行源代碼級調試，直接對目標板進行調試，也可以直接寫入程序存儲器中。4.2.2.1 初始化過程初始化程序分為兩個部分，首先初始化單片機內部寄存器，定時器，設置看門狗和外部i/o口，以及usb相關得寄存器進行初始化。4.2.2.2 主循環(huán)部分完成初始化工作后，就可作其它的前臺工作了，并在前臺判斷是否有setup包(通過一個變量，當中斷服務程序檢測到有setup包時，設置該變量)，

8、然后執(zhí)行響應的控制傳輸。本系統(tǒng)的主程序流程圖如圖4-2所示。主循環(huán)初始化單片機及usb寄存器經絡數據采集和濾波總線復位掛起改變建立包總線復位處理掛起改變處理調用協(xié)議處理程序yesyesyesnonono 圖4-1 主程序流程圖中斷程序讀取單片機中斷寄存器設置標志總線是否復位端點0 in端點0 out端點1 in端點1 out端點2 in端點2 out轉入端點0 in 中斷轉入端點0 out中斷轉入端點1 in 中斷轉入端點1 out中斷轉入端點2 in 中斷轉入端點1 out中斷中斷寄存器值為0endyesyesyesyesesyesyesnononononono圖4-2中斷程序流程圖中斷服務

9、程序對時間敏感的，必須馬上執(zhí)行。前面己經提到c8051f320中的單片機固化程序主要就是中斷服務程序。主程序和中斷程序之間的數據交換主要是靠數據緩沖器和事件標志來完成的。如中斷流程圖4-3所示，中斷程序主要進行端點的控制。如表4-1所示，usb提供3組端點，其中端點0為設備缺省支持的控制端點:端點1為普通端點，可以作為塊傳輸或中斷傳輸端點；端點2稱為主端點，主要用于大塊數據的傳輸，采用雙緩沖技術以更好的支持實時應用的等時傳輸，支持dma操作。可以通過setmode命令從1種傳輸模式中選擇一種設置，即將主端點設置為等時傳輸或非等時傳輸。 端點索引傳輸方向最大包尺寸（字節(jié)）001outin1612

10、3outin16245outin64表4-1 c8051f320端點類型塊輸出端點:當d12需要接收一個來自usb總線上的數據包時，向cpu產生一個中斷請求，cpu接收到中斷請求信號后，馬上服務于中斷程序。在中斷服務程序中，用單片機固化程序來將d12內部寄存器的數據轉移到數據緩沖器(cpu內部ram)中并等待主程序來處理，且將d12內部寄存器清空以便接收新的數據包。cpu可接著執(zhí)行它的主程序，并且檢查數據緩沖器中是否有新的數據并加以處理。在這種結構下，cpu不管數據是來自usb總線、串行口還是并行口，它的主要任務是查看數據緩沖器是否有新的數據以便處理?？刂贫它c:它和塊輸出端點在數據處理方面概念

11、相同。當中斷服務程序(isr)在接收和儲存控制數據包的同時，設置相應的寄存器標志。因為所有的標準設備、類等都是在協(xié)議層中處理的，isr的這種結構則可以保持它的效率。下面給出控制端點輸出(如圖4-4)和控制端點輸入(如圖4-4)處理程序流程圖。初始化控制輸入和控制輸出發(fā)送一個控制輸出標志開始step包請求有效？控制讀？控制寫？字節(jié)數=0？結束nononononoyesyesyesyesyes圖 4-4開始清除控制端點和輸入中斷點控制讀？字節(jié)數=0？發(fā)送控制輸入標志結束yesyesnono圖4-54.2.3設備配置信息 這是系統(tǒng)枚舉并配置usb設備所依據的一系列數據結構的定義。這些數據結構完全遵循

12、usb規(guī)范，并對廠商和設備特征。主要包括：1個設備描述符,1個配置描述符，1個接口描述符，2個端口描述符，和若干字符串描述符（包括標識，廠商，產品，序列號）。這里，2個端口描述符定義分別定義了1個中斷輸出和1個中斷輸入端點，查詢間隔為50毫秒。設備描述符中定義廠商id，產品id。兩個id構成硬件id，系統(tǒng)將根據硬件id查找并自動加載所需要的驅動程序?？蛻糗浖sb系統(tǒng)軟件usb主控制器功能單元usb邏輯結構usb總線接口主機系統(tǒng)usb設備功能層usb設備層usb總線接口層邏輯通信流實際通信流圖4-6 分層通信模型圖4-6中的通信模型是對主機與usb設備的一個分層通信模型的描述，它表明主機與us

13、b設備之間軟件以及數據通信的對應關系。主機軟件通過對usb設備的端點和管道進行操作實現主機與usb設備之間的通信，usb總線接口層為主機和usb設備提供了物理的連接，usb設備層是通過控制管道將系統(tǒng)軟件與邏輯設備連接起來，功能層通過數據管道將客戶軟件與usb設備的功能接口連接起來。對于usb設備層和功能層而言，這兩層d都有其層間的邏輯通信，而這種邏輯通信實際上是通過usb總線接口層來完成其數據傳輸的。4.3設備驅動程序驅動程序使用在主機上，用來程序化一個ubs設備。在windows系統(tǒng)下，主機與設備之間的usb通信必須經過設備驅動程序來傳輸。設備驅動程序知道如何與系統(tǒng)的ubs驅動程序、以及與存

14、取設備的應用程序溝通。應用程序不需要知道它所通信的設備，其實際的連接地址、信號種類以及通信所用的協(xié)議等細節(jié)，這些工作是由設備驅動程序來處理的。應用程序只需知道設備的名稱，或是設備的功能即可。4.3.1 usb驅動程序層windows系統(tǒng)中管理設備通信的部分是i/o子系統(tǒng)(i/0subsystem)。i/o子系統(tǒng)分成數層，每一層包含一個或多個驅動程序，通信的要求在這些層次間分別傳遞。在1/0子系統(tǒng)內有一個ubs子系統(tǒng)，包含有處理所有設備的ubs通信的驅動程序。4.3.2 函數驅動程序函數驅動程序(functinodrive)r讓應用程序與ubs設備，通過api函數來溝通。這些api函數屬于win

15、dwos的win32子系統(tǒng)，win32子系統(tǒng)同時也管理著執(zhí)行應用程序、讀取鍵盤與鼠標輸入、在屏幕上顯示輸出等用戶函數。函數驅動程序同時知道如何與較低級的總線驅動程序溝通，總線驅動程序控制著硬件。圖34是應用程序與各個驅動程序，如何一起完成ubs通信的結構圖。函數驅動程序通常被指為設備驅動程序，不過設備驅動程序除了函數驅動程序外，還包含總線驅動程序。函數驅動程序可以是一個類別驅動程序，或者說一個特定的設備驅動程序。當設備或是子類別的要求超過類別驅動程序的能力時，會有輔助的過濾器驅動程序來增加類別驅動程序的能力。一個上層的過濾器驅動程序位于類別驅動程序的上方，如圖34所示。從應用程序傳來的要求，會

16、先經過上層的過濾器驅動程序，然后才傳給類別驅動程序。一個下層的過濾器驅動程序位于類別驅動程序與總線驅動程序之間，類別驅動程序將要求傳遞給下層過濾器驅動程序，然后再傳給總線驅動程序。usb的總線驅動程序包含:(一)根集線器驅動程序(root一hubdriver)(2)總線類別驅動程序(bus一elassdriver)(3)主機控制器驅動程序(host一eontrollerdriver)根集線器驅動程序管理連接端口的初始化，以及與設備驅動程序和總線類別驅動程序之間的通信。總線類別驅動程序管理總線的電源、檢測、ubs事務以及usb外設的設備驅動和應用程序與根集線器驅動程序和主機控制器驅動程序之間的通

17、信。主機控制器驅動程序啟用主機控制器的硬件，與ubs系統(tǒng)軟件之間的通信。主機控制器驅動程序之所以與總線類別驅動程序分開，是因為windwos支持多個類型的主機控制器，每一個主機控制器有自己的驅動程序。總線類別驅動程序屬于windwos的一部分，所以設備驅動程序的編寫不需要知道總線類別驅動程序的工作細節(jié)。4.3.3 usb設備被發(fā)現的過程一個usb設備接入計算機后，要經過如下的步驟被主機所發(fā)現。1.usb外設所連的hub檢測到所連接的usb外設，并自動通知主機，以及它的端口變化狀態(tài)，這時外設還是處于禁止狀態(tài)。2.主機通過對hub的查詢以確認外設的連接。3.現在，主機己經知道有一臺新的usb外設連

18、接到usb系統(tǒng)中，然后，它激活這個hub的端口，并向hub發(fā)送一個復位該端口的信號。4.hub將復位信號保持10ms，為連接到該端口的設備提供最大不超過100ma的電流，這時外設處于powered的狀態(tài)，它所有的寄存器都被清空。5.在外設分配到唯一地址以前，它的默認信道是主機默認的地址，然后主機通過讀取默認信道所使用的地址來讀取設備的特征字，從而能夠為設備找到相應的設備驅動程序。6此時主機分配給外設一個唯一的usb地址，從此以后就用該地址與設備通信，這時設備叫addressed狀態(tài)7.主機通過端點0來讀取設備描述符，從而為設備進行配置做準備。8.經主控器件仲裁后，對設備進行配置，這樣設備就被配

19、置成功了。經過以上的八個步驟后，一臺usb設備就進入工作狀態(tài)了。4.3.4 windows驅動程序描述在windows下，與usb外設的任何通信必須通過usb設備驅動，這個驅動知道如何與系統(tǒng)的usb驅動和訪問設備的應用程序通信。設備驅動是保證應用程序訪問硬件設備的軟件組件，使得應用程序不必知道物理連接、信號和與-個設備通信需要的協(xié)議等的細節(jié)，可以保證應用程序代碼只通過外設名字訪問外設或端口目的地gaol。應用程序不需要知道外設連接端口的物理地址，不需要精確監(jiān)視和控制外設需要的交換信號。設備驅動通過在應用層和硬件專用代碼之間的轉化來完成它的任務。應用層代碼一般使用一套操作系統(tǒng)支持的函數，硬件代碼

20、則處理那些訪問外設電路的必要協(xié)議。設備驅動能與應用程序之間相互通信是通過windows提供的api函數，這些函數使應用程序能夠控制顯示器、處理信息、訪問存儲器、讀寫磁盤和其它設備。對于一些標準設備，windows提供通用驅動;而對于一些實時數據采集系統(tǒng)屬于自定義的設備，對此windows并不提供通用的驅動，所以需要為設備編寫自定義的驅動，并且必須遵循微軟在windows98以上版本中為用戶定義的win32驅動模式。盡管windows98和windows2000提供了很多標準接口函數，但編制設備驅動程序仍是usb開發(fā)中最困難的部分。隨著usb設備的大量開發(fā)和使用，目前己經出現了一些專門的usb開

21、發(fā)套件。另外還有許多第三方軟件廠商提供了各種各樣的生成工具，像compuware的driver works, bluewaters它們能根據usb設備十分容易地生成高質量usb設備驅動程序，減少了開發(fā)的困難。win-driver還包括一個功能強大的硬件探測器和調試器，在寫入代碼前，可通過調試器對硬件進行全面的測試。這種方式能夠在寫驅動程序前，校驗硬件是否按照期望的那樣工作。windriver能根據檢測到的usb設備自動生成設備驅動程序代碼以及inf文件，用戶幾乎可以不加修改就可直接編譯生成usb設備驅動程序。win-driver還能根據用戶對usb設備的具體操作生成程序代碼，用戶可以將此程序代

22、碼直接加入到用戶應用程序中，另外，還可直接利用windriverapi函數開發(fā)應用程序。4.3.5 usb設備驅動程序設計一個完整的驅動程序要完成以下工作:初始化；創(chuàng)建與刪除設備；處理應用層程序的打開和關閉句柄的請求；處理應用層程序的輸入/輸出請求；串行化對設備的訪問；訪問硬件；調用其它驅動程序；取消uo請求；超時i/0請求；處理可熱插拔設備的加入和刪除事件；電源管理和wmi。（1） wdm設備驅動程序結構作為wnixp推薦的一項技術來說，usb的驅動程序是wdm類型的。wdm驅動程序在層次上主要可以分為兩層:功能驅動程序和總線驅動程序。另外，為處理一些特定設備的請求，還有一些過濾驅動程序。u

23、sb總線驅動程序負責枚舉和控制低速的usb總線。功能驅動程序知道如何控制設備的主要功能。它對irp進行操作后，向下交與總線驅動程序處理。驅動程序主要任務就是處理各種i/0(輸入輸出)請求。i/0請求包(irp)是驅動程序操作的中心。它是一個內核“對象”，是一個預先定義的數據結構，帶有一組對它進行操作的i/0管理器例程。i/0管理器接收一個i/0請求，然后再把它傳遞到合適的驅動程序棧中的最上層驅動程序之前，分配并初始化一個irp。一個irp有一個固定的首部和可變數目的irp棧單元塊。每個1/o請求有一個主功能代碼，并可能有次功能代碼。它們都有各自的例程用來進行相關處理。usb驅動程序的入口例程為

24、driverentryo，負責主功能代碼調度。它接收不同的irp，根據類型調用相應的分發(fā)例程。（2）應用程序與wdm的通信 應用程序是用戶運行的程序，包括支持自定義硬件的特殊用途的應用程序。設備驅動使得應用程序不必知道物理連接、信號和與一個設備通信需要的協(xié)議等的細節(jié)。設備驅動可以保證應用程序代碼只通過外設需要的交換信號(忙、選通等)。windows包括應用程序接口(api)函數，使得設備驅動能與應用程序之間相互通信。這些函數是使得應用程序能夠控制顯示器、處理信息、訪問存儲器、讀寫磁盤和其他設備以及更多的幾千個函數中的一部分。用于讀寫usb設備的api函數是readfile,writefile和

25、deviceiocontrol。在win32系統(tǒng)中，每個設備都被抽象為文件，應用程序只需要簡單的調用幾個api函數，就可以實現對設備的控制。如:當應用程序調用api函數createfile來打開設備時，操作系統(tǒng)向驅動程序發(fā)送irpmjcreate。驅動程序接到后，調用相應的處理例程。打開設備的操作，需要先后調用4個api函數:(1)用該usb設備的標識符(guid)作為一個參數，調setupdigetclassdevs,傳回一個設備信息群，包含指定類別內的所有設備；(2)調用setupdienumdevicelnterfaces函數，根據guid，傳回上面設備信息群內的一個設備的信息；(3)調

26、用setupdigetdevicelnterfacedetail函數，傳回這個設備的路徑；(4)按照傳回的路徑，調用createfile函數，開啟設備的通信。4.4 應用軟件的設計 數據采集系統(tǒng)應用軟件主要是對采集到的經絡數據進行處理。在主窗口顯示被測者的經絡波形，以便能夠直觀的了解被測者生理的大概狀況。而存儲形式為數據形式，以便能夠具體進行分析。使用此應用程序采集經絡數據的主窗口如圖4-7所示。 經絡數據采集軟件能夠存儲經絡數據，打開經絡數據賀存儲波形。除此之外，還可以放大或縮小主窗口，以便能夠方便的查看經絡波形。 從應用程序主窗口可以觀察到被測者的經絡波形，可以發(fā)現，經絡壓力在.周期為2h

27、z.符合經絡的基本特征。也可以調節(jié)功能放到或縮小經絡波形，以滿足觀測者的需要。4.5 本章小結usb 設備的軟件設計主要包括兩部分:一是usb設備端的單片機軟件，主要完成usb協(xié)議處理與數據交換(多數情況下是一個中斷子程序)以及其它應用功能程序(比如采樣、a/d轉換等);二是pc端的程序由usb通信程序和用戶服務程序兩部分組成，用戶服務程序通過usb通信程序與系統(tǒng)usbdi (usb device interface)通信，由系統(tǒng)完成usb協(xié)議的處理與數據傳輸。pc端程序的開發(fā)難度較大，開發(fā)者不僅要熟悉usb協(xié)議，還要熟悉windows體系結構。在本章中系統(tǒng)的介紹了本課題的軟件設計與實現，同時

28、給出了部分程序。另外，對于應用程序的設計也做了簡單的描述。第5章經絡數據采集系統(tǒng)的調試5.1調試步驟要快、成功地開發(fā)一個usb設備，正確、合理的調試方法是必不可少的環(huán)節(jié)。調試基本分為硬件和軟件兩步進行:首先對硬件電路外部設備(單片機部分)進行調試。然后，借助pc機調試軟件將設備端的usb協(xié)議(主要有描述符請求、端口配置、地址設置以及基本數據交換)調通，用調試好的usb設備接口來開發(fā)、調試pc軟件，加上usb設備端的其它用戶程序，對整個完整的系統(tǒng)進行系統(tǒng)調試。5.2 硬件的調試與驗證經絡數據采集系統(tǒng)的硬件調試主要有以下幾步:·檢查電路原理圖是否有錯誤；·根據電路原理圖檢查pc

29、b圖是否有錯誤；·制板，根據pcb圖檢查pcb板是否有錯誤，主要檢查是否有線粘連；·焊件，測試各個元件管腳連接是否有錯誤，并檢查是否有虛焊脫焊的問題。·加電測試電源部分工作是否正常，晶振部分工作是否正常；·下載c08051f320的程序，測試電路其他各部分工作是否正常；·測試完畢。5.3軟件的調試與驗證在調試usb設備時，可使用usbview程序檢測設備是否能被windows枚舉并配置，如果成功， 還可在該程序中查看設備描述符、配置描述符和端點描述符是否正確。之后可以使用driver wizard生成一個通用驅動程序，在windows提示安裝驅

30、動程序時，選擇driver wizard生成的驅動程序。其實driver wizard生成的僅是一個windows控制臺的應用程序，它會調用安裝driver wizard時安裝在系統(tǒng)中的通用usb驅動程序。使用該程序就可測試設備是否能夠正確傳輸數據以及傳輸速度。該程序也可作為最終產品usb傳輸部分的框架；如果不能滿足要求，也可用wdm重新編制驅動程序，用調試好的usb設備來開發(fā)、調試主機軟件。根據前人的經驗，我們在單片機程序調試過程中對以下問題進行了總結，在編寫單片機固件程序時，需要注意:單片機的中斷是否設置為電平觸發(fā):中斷后一定要讀上次傳輸狀態(tài)寄存器，以清除中斷寄存器中的中斷標志。這樣，單片

31、機的中斷輸出才能變回高電平，這一點非常重要；在接收到setup包后，是否調用acksetup命令重新使能端口。在向in端點寫 完數據后，是否調用validatebufer(命令fah)，指明緩沖區(qū)中的數據有效，可以發(fā)送到主機；當讀完數據后，是否調用clearbufer(命令f2h)，以保證可以接收新的包；通過調用readchipid(命令fdh)檢查c8051f320是否工作。該命令要讀兩個字節(jié)數據。5.4 抗干擾措施電子系統(tǒng)中的干擾源是多方面的，給系統(tǒng)調試造成很多問題。經過總結，我們的數據采集系統(tǒng)的干擾原因主要有:系統(tǒng)與各元件接地策略的不盡合理、pcb的分布參數，電磁干擾等。為了盡量的減少千

32、擾，必須采用符合本系統(tǒng)特點的抗干擾技術?？垢蓴_技術是保證系統(tǒng)能否正常工作的關鍵技術，它涉及到系統(tǒng)設計的很多方面。為了降低干擾，在設計中我們在硬件和軟件上都采用了抗干擾技術。5.4.1 硬件抗干擾措施5.4.1.1 pcb大面積接地 在pcb布線時，采用了大面積接地策略，使得所有數字地、模擬地直接連到近旁相應的地線上，盡量減少連線長度以減少分布電感。pcb上的走線實現是由敷銅腐蝕而成，每條走線必然存在一定大小的等效電阻。而接地引線上如果有較大的電壓降，就會給系統(tǒng)帶來較大的干擾。所以，在布置pcb地線時，盡量加寬地線，減小地線的等效電阻，能夠達到減小干擾的效果。5.4.1.2模擬地與數字地分開 在

33、系統(tǒng)中，普遍存在兩種形式的地信號，即模擬地和數字地。在數字電路中，由于各器件的開關特性，使系統(tǒng)中存在大量的瞬態(tài)大幅度脈沖，如果這些脈沖混入要求比較精確的模擬地中，將會對系統(tǒng)的測量精度、穩(wěn)定度等產生很大影響，所以在pcb布線時，我們把這兩種地線分開走線。5.4.1.3防靜電措施 靜電干擾對系統(tǒng)危害比較大，甚至還可能擊穿器件。為了避免靜電對系統(tǒng)的干擾。設計中采用了以下措施:pcb布線保持環(huán)路面積最??；使導線長度盡量短；加強電源線和地線之間的電容藕合；通過采取以上的措施，并且在設計實現時避免引入不必要的干擾，在實際應用中取得了較好的效果。5.4.2軟件抗干擾措施僅僅在硬件上采取抗干擾措施是遠遠不夠的

34、，必須在軟件上采取措施，才能使系統(tǒng)的抗干擾能力更好。在軟件部分，我主要采用軟件陷阱，程序口令和軟件濾波等方法。5.4.2.1 軟件陷阱和程序口令 用“軟件陷阱+程序口令”對付指針跑飛。當系統(tǒng)受到外界干擾時，指針會飛到另一段程序中，或跳到空白段去。如果指針飛到空白段去，比較好處理。只要在空白段設立軟件陷阱，將程序攔截到程序錯誤處理段即可。而如果指針飛到另一段程序中去了，則需要采用程序口令的方法，方法如下:首先 ，程序必須模塊化。每個模塊(子程序)執(zhí)行一個功能。每個模塊只有一個出口； 設立一 個模塊(子程序)id寄存器； 為每個子程序配置一個唯一的id號碼； 每當子程序執(zhí)行完畢，要返回(ret)之

35、前，先將本子程序的id號送入id寄存器； 返回到上級程序后，先判斷id寄存器中的id號。如果正確，則繼續(xù)執(zhí)行，如果不正確，則表示pc指針有可能己經跳錯了，子程序沒有按預計的出口返回，這時將程序攔截到程序錯誤處理段。5.4.2.2軟件濾波 單片機程序在ride環(huán)境下進行調試，在實驗中我們發(fā)現，盡管人的體溫基本保持穩(wěn)定，但手腕部位皮膚表面的溫度受外界溫度變化的影響仍很大，而且手腕部位皮膚與傳感器表面的溫差也會給測量帶來很大影響?？紤]了這種因素的影響，根據實際情況在編程中加入滑動加權濾波處理程序，基本上避免了溫度效應給經絡測量帶來的不良影響。5.5本章小結系統(tǒng)調試的結果關系到課題所完成的情況。本課題

36、的調試過程耗費了幾個月的時間，從開始的毫無反應，到最后能夠正確的顯示波形，每一步都會有意想不到的事情發(fā)生，對于我這個不是很有經驗的設計者來說的確是困難重重。在這一章中僅就一些重點問題給出了論述，例如抗干擾，軟硬件調試等，在實際的操作出現的問題遠遠超過以上的內容。但是通過認真仔細的調試，進行了詳細的測試。本系統(tǒng)基本達到了預期的目標。系統(tǒng)的顯示圖形如圖所示. 結論對經絡信號進行準確地測量，在臨床上具有非常重要的意義。使用傳統(tǒng)的診脈法雖然簡單，但由于其主要依賴測試者的主觀判斷，測量過程受人為因素及外界干擾影響較大。經絡數據采集系統(tǒng)由于其易于操作、測量準確等特點，有取代傳統(tǒng)診脈方法的趨勢。由于usb接

37、口具有速度快、可以采用總線供電、易于擴展、使用靈活、支持即插即用和熱插拔功能等特點，非常適合作為主機和經絡采集系統(tǒng)之間的通信接口。圖為系統(tǒng)的采集波形圖。本文在研究usb傳輸協(xié)議和傳輸特點的基礎上，研制了一套基于usb的經絡數據采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用帶有12位-e型a/d轉換器c8051f320微控制器，無需外加a/d轉換芯片。該系統(tǒng)通過usb口進行供電，不需要外接電源，可以進行經絡的動態(tài)實時測量，為醫(yī)生提供參考。是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒浗j測量系統(tǒng)。論文從硬件設計和軟件算法編制兩個方面對采集系統(tǒng)的設計進行了詳細的闡述.謝 辭 隨著畢業(yè)設計的結束，我的大學生活也將劃上一個句號，在這短短的一個學期中

38、，伴隨著無限的激情和巨大的挑戰(zhàn)，在畢業(yè)設計的前期學習和后期制作過程中，我充分的檢驗了自己的學習能力和動手能力，也認識到自身的一些不足之處，體會到所學的專業(yè)知識和扎實的基本功在實際應用中的重要性。得到的這些收獲不僅僅是我一個人努力的成果，老師和同學的幫助、鼓勵和支持也是成功的重要因素，在此我要感謝我的指導老師陳輝老師，從論文的選題到具體試驗方案的確定以及論文撰寫的每一個環(huán)節(jié)都浸透著陳老師的心血。他淵博的知識賀嚴謹務實的治學態(tài)度將使我終身受益。在此謹向陳老師致以崇高的敬意賀表示忠心的感謝！參考文獻1 李冰星，朱文鋒.中醫(yī)脈診研究思考.中國中醫(yī)基礎醫(yī)學雜志1998,(4):20 -222 姜濤.基于

39、小波分析的中醫(yī)脈象識別的研究.河海大學碩士論文，2003:1-153 杜鋒.經絡血流動力一經絡檢測系統(tǒng)的開發(fā)研制.解放軍信息工程大學碩士論文，2002:4 段穎康.數字血壓經絡檢測儀的實現.微電子技術，2003,(1) : 57-595 沙憲政，尹勇，魏巍.基于usb的家庭健康監(jiān)護系統(tǒng)數據采集的設計，電子技術，2003,(1):29-317 李楚元.基于usb傳輸的數據采集系統(tǒng)的研制.華東理工大學碩士論文，2001，(12):9-388 君邦政，魏亞東，邢達，何永紅.基于labview的usb實時數據采集處理系統(tǒng)的實現.電子技術應用2003,( 7):22249 張東青，王元昔.新型自檢經絡傳感器的研制.傳感器技術，2001,(5):46-4810 許松順，蘇中義，張志剛.智能a/d轉換器msc1210在醫(yī)用