基于AD574A的脑电信号采集及在线仿真.doc
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1、基于AD574A的脑电信号采集及在线仿真一、引言脑电信号EEG(Electroencephalogram)是一种微弱的低频生理信号。它由脑部神经活动产生的自发性电位活动,含有非常丰富的大脑活动信息,是进行临床脑疾病诊断的一种重要方法,因此获取脑电信号具有重要的现实意义。目前的大多数脑电信号采集系统均采用单片机作为控制器,由于脑电信号是毫伏级或微伏级的信号,精度较低。本文根据脑电信号的特点,将电极采集到的模拟信号经信号调理后,采用FPGA芯片EP2C8Q208C8来控制AD574A的转换,给出了硬件连接电路和软件实现,并且在QuartusII9.0中进行仿真验证,从而提高系统的可靠性和通用性,具
2、有实际应用参考价值。二、脑电信号采集系统概述脑电信号监测在临床疾病诊断中具有一定的应用价值。系统首先采用电极获取大脑皮层的电信号,再通过信号调理电路进行处理,然后以FPGA为核心控制AD574A进行模数转换与存储,最后对采集的信号作进一步的算法分析,并实现与上位机的通信从而实现在线监测。系统的结构框图如图1所示。系统的硬件电路包括信号放大和滤波电路,A/D转换电路,FPGA控制电路,FPGA与PC机通信电路构成。本文主要介绍采用FPGA来控制AD574A的采样过程。1、AD574A简介AD574A是一种高速12位逐次比较型模数转换器,它由美国AD公司推出,内置混合集成转换芯片,具有外接元器件较
3、少、低功耗、高精度等优点,还具有自动校零和极性转换功能。其主要特性表现为:分辨率12位;非线性误差小于1/2LBS或1LBS;转换时间25s;模拟输入电压有010V、120V、010V和05V四种;电源电压为15V和15V;数据输出12位或8位;可工作在全速工作和单一工作两种模式下。AD574A的逻辑控制真值表和工作时序图分别如表1和图2所示。由图表可知AD574A的工作过程包括:启动转换和读出数据。进行启动转换时,先令CS/=0、CE=1,根据所需转换的位数A0取1或0,然后使R/C0,转换开始。转换完成时,STS由高电平变为低电平。通过读入STS的状态,判断转换是否完成。进行数据输出时,先根据输出数据的方式,来确定是接高电平还是低电平;接着令CE=1、CS/1、R/C=1,确定A0的取值。如果分两次输出12位数据,A0为0时输出高8位,A0为1时输出低4位;如果是12位并行输出,A取值任意。
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