ADS1198ADS1298開發(fā)設(shè)計心得與遺留問題總結(jié)

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1、 ADS1198/ADS1298開發(fā)設(shè)計心得與遺留問題總結(jié) 首先非常感謝TI公司的支持，自己手里面的6片ADS1198全部是從TI公司申請到的，并且遇到問題后能TI的技術(shù)支持工程師能及時給出解答，所以寫這篇文章，一是對自己這幾個月工作的總結(jié)，二是也算是對TI公司的感謝，也希望能幫助到以后使用ADS1198/1298的朋友。 本人使用MSP430F5418與ADS1198設(shè)計12導(dǎo)心電監(jiān)測儀，其實就是個低檔的HOLTER,在HOLTER的基礎(chǔ)上加了幾個操作按鍵和LCD顯示屏。歷時3個多月，前幾天算是能比較滿意的用ADS1198

2、采集到ECG信號了！現(xiàn)在簡單說下開發(fā)過程以及遇到的一些問題。 先說下MSP430單片機，本人01年開始使用（那是還是大四），先后使用過1100,135,149,2418等型號，這次選用了5418，因為信價比高，等開始實際調(diào)試使用時，才發(fā)現(xiàn)5418與之前的型號有很多升級。增加了幾個功能模塊同時也整合了一些功能模塊。比如SYS模塊,PMM模塊，UCS模塊等（還有一些功能由于沒用上也沒研究），這幾個模塊我看了很長時間英文資料（英文水平不咋地）后，發(fā)現(xiàn)SYS和PMM模塊對我根本就沒有用，并且把PMM模塊關(guān)掉了，增加了這些模塊視乎能提高430的安全性，但我覺得430這種單片機由于設(shè)計宗旨是低功耗3V供

3、電。所以一般都是采用電池供電的，加上這2個模塊似乎意義不大。反而與之前的型號兼容性不好了！ 本人在做這款12導(dǎo)心電監(jiān)測儀之前搞過1年多心電，只用運放做過9導(dǎo)心電監(jiān)測儀，所以在ECG方面的經(jīng)驗還是很少的，發(fā)現(xiàn)這款A(yù)DS1198芯片還是在電源網(wǎng)上看到的，申請到樣片后，手冊和開發(fā)指南看了不下七八遍才基本理解明白，現(xiàn)在說說自己曾經(jīng)迷糊而后來解決以及仍沒解決的問題列出來： 1. ADS1198有16位AD，可是PGA增益最大只有12，沒有二級放大，對于ECG信號最大幅值在5mV左右，經(jīng)過12倍放大為60MV, 60/2400*65536=1638,即只要用12位就能標示出ECG信號了，也就是說浪費掉

4、了4位AD，如果用ADS1298也會同樣出現(xiàn)這種情況，只是會比1198精確些而已，如果用ADS1198/1298測量EEG信號，EEG信號是uV級的，真不能能不能用啊！ 2. 請看手冊第12頁，這里的這幅圖下面的NOTE寫著SPI CPOL=0，CPHA=1，但是實際在調(diào)試程序時我發(fā)現(xiàn)這里應(yīng)該設(shè)置為CKPH=0，CKPL=0. 3. 手冊20頁的公共點參考電壓的公式似乎也由點問題，這里是AVDD-0.2V我覺得不對，應(yīng)該是VREF+,因為如果按以上公式計算出的公共參考電壓，有可能最大幅值超過VREF+,也就是AD不能正確的采集出實際數(shù)值。 4. 手冊第19頁中設(shè)置CHNSET[2:

5、0]=011時，1,2,5,6,7,8是用來測量AVDD/2，而3,4是用來測量DVDD/2，我設(shè)計的電路板是AVDD與DVDD電壓相同，通過磁珠連接，結(jié)果測試出來的數(shù)據(jù)1,2,5,6,7,8 比我計算的理論數(shù)據(jù)差了10000多，而3.4比理論數(shù)據(jù)差了1000多，這兩組之間也差了10000多，這個問題我現(xiàn)在也沒搞明白，請TI的工程師和使用過的朋友解答一下吧。 5. 當我用心電模擬儀輸入信號時，（我的設(shè)計中1,2,3,4,5,6,7,8分別對應(yīng)II,III,V1,V2,V3,V4,V5,V6）,發(fā)現(xiàn)但我設(shè)置8個通道檢測導(dǎo)聯(lián)脫落時（即設(shè)置LOFF_SENSP=0XFF, LOFF_SENSN=0

6、XFF），II,III的基線與V1，V2，V3，V4，V5，V6相差10000多，如果設(shè)置LOFF_SENSP=0X00, LOFF_SENSN=0X00時，即不檢測導(dǎo)聯(lián)脫落時，II,III,V1,-V6就在同一基線上了。這個也沒搞明白。有待朋友們解答。 6. 當心電模擬儀測試信號好用后，我實測人體信號，發(fā)現(xiàn)各路信號基線都不一致，我調(diào)試了半個月也沒調(diào)出來，（我的設(shè)計基本上是抄TI的設(shè)計指南里的原理圖的,我也明白為什么TI設(shè)計指南里為什么沒有給出實測人體信號！，估計它的板子也一樣有這個問題），后來請教TI的技術(shù)支持工程師JHL老師，他說要加高通濾波器，后來我在輸入進ADS1198前加了各種高通

7、濾波器，發(fā)現(xiàn)最實用的竟然是用0.1UF加10M電阻，這樣這8路信號基本上在一條直線上了，（V1偏差大一點與其他的基線差100左右），但加了電阻電容濾波后，用心電模擬儀再測量時，原本一致的基線現(xiàn)在反而有偏差了，我是搞糊涂了！另外今天剛看到JHL老師的回復(fù)，說他說的加高通濾波實際上是軟件濾波，如果是這樣的話，看來我用430就不行了，應(yīng)該改DSP做FFT變換吧！ 總結(jié)一下，ADS1198/1298的確集成了很多ECG電路，比如8路儀表放大，威爾遜網(wǎng)絡(luò)，內(nèi)部測試信號，導(dǎo)聯(lián)脫落檢測（我用著不好使，呵呵）等等，而且也降低了功耗，節(jié)省了成本。是做便攜式設(shè)備很好的選擇，但問題也很大，內(nèi)部只有前級放大，沒

8、有加二級放大，同時由于集成度太高，儀表放大后直接進AD，不能加高通，低通，以及抗肌電干擾等電路。這些工作恐怕全部要留給上位機用軟件來解決，至于能解決到什么程度，我就不知道了！ 以上就是個人使用ADS1198/1298的一些心得，能解決的問題以及遺留的問題，由于本人能力有限，估計會有很多錯誤和誤解。以上所寫，僅供大家參考，謝謝！ 作者：liangzuolin 一下附上我用430開發(fā)

9、的程序，已經(jīng)調(diào)試通過，僅供參考！ #define ADS1198_CS0 P3OUT &= ~BIT0 #define ADS1198_CS1 P3OUT |= BIT0 #define ADS1198_START0 P2OUT &= ~BIT5 #define ADS1198_START1 P2OUT |= BIT5 #define ADS1198_RST0 P2OUT &= ~BIT6 #define ADS1198_RST1 P2OU

10、T |= BIT6 #define ADS1198_PWDN0 P2OUT &= ~BIT4 #define ADS1198_PWDN1 P2OUT |= BIT4 #define ADS1198_READY (P2IN&0x40) #define RDATAC 0x10 #define SDATAC 0x11 #define FALSE 0 #define TRUE

11、 1 #define Addr_ID 0x00 #define Addr_CONFIG1 0x01 #define Addr_CONFIG2 0x02 #define Addr_CONFIG3 0x03 #define Addr_LOFF 0x04 #define Addr_CH1SET 0x05 #define Addr_CH2SET 0x06 #define Addr_CH3SET

12、 0x07 #define Addr_CH4SET 0x08 #define Addr_CH5SET 0x09 #define Addr_CH6SET 0x0A #define Addr_CH7SET 0x0B #define Addr_CH8SET 0x0C #define Addr_RLD_SENSP 0x0D #define Addr_RLD_SENSN 0x0E #define

13、Addr_LOFF_SENSP 0x0F #define Addr_LOFF_SENSN 0x10 #define Addr_LOFF_FLIP 0x11 #define Addr_LOFF_STATP 0x12 #define Addr_LOFF_STATN 0x13 #define Addr_GPIO 0x14 #define Addr_PACE 0x15 #define Addr_CONFIG4 0x1

14、7 #define Addr_WCT1 0x18 #define Addr_WCT2 0x19 //------------------------------------------------------------------------- // ADS1198 spi 接口初始化 //------------------------------------------------------------------------- void ADS1198_Spi_Init(void)

15、 { P3SEL |= 0x0E; // P3.1,P3.2,P3.3復(fù)用功能 UCB0CTL1 |= UCSWRST; // Put state machine in reset UCB0CTL0 |= UCMST+UCSYNC+UCMSB; // 3-pin, 8-bit SPI Master,MSB first,Mode 0(ucckpl=0,ucckph=1)

16、 UCB0CTL1 |= UCSSEL_2; // SMCLK UCB0BR0 = 0x04; // /4 UCB0BR1 = 0; // UCB0CTL1 &= ~UCSWRST; // 開啟SPI } //---------------------------

17、---------------------------------------------- // 發(fā)送ADS1198單字節(jié)命令 //------------------------------------------------------------------------- void ADS1198_Send_CMD_One(uchar cmd) { while (!(UCB0IFG&UCTXIFG)); // USCI_B0 TX buffer ready? UCB0TXBU

18、F = cmd; // Transmit data } //------------------------------------------------------------------------- // 傳輸ADS1198多字節(jié)命令 //------------------------------------------------------------------------- void ADS1198_Send_CMD_Muti(uchar cmd,uchar le

19、n,uchar dat[]) { uchar i; ADS1198_Send_CMD_One(cmd); // 發(fā)送第一字節(jié)命令+地址 ADS1198_Send_CMD_One(len-1); // 發(fā)送第二字節(jié)命令，發(fā)送數(shù)據(jù)長度 for(i=0;i

20、} //------------------------------------------------------------------------- // 接收ADS1198多字節(jié)命令 //------------------------------------------------------------------------- uchar ADS1198_Recive_Data(uchar cmd,uchar len,uchar dat[]) { uchar i; ADS1198_Send_CMD_One(cmd)

21、; // 發(fā)送接收命令第一字節(jié)+地址 ADS1198_Send_CMD_One(len-1); // 發(fā)送接收第二字節(jié)命令，接收數(shù)據(jù)長度 for(i=0;i

22、 延時 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP(); if(UCB0IFG&UCRXIFG) // 判斷接收標志 { dat[i] = UCB0RXBUF; // 接收數(shù)據(jù)字節(jié) } else { return FALSE; } }

23、 return TRUE; } //------------------------------------------------------------------------- // 連續(xù)采集模式下接收數(shù)據(jù) //------------------------------------------------------------------------- uchar ADS1198_ReadData_Continue(uchar dat[],uchar len) { uchar i; for(i=0;i

24、 { ADS1198_Send_CMD_One(0); // 發(fā)送SPI時鐘，DOUT=0 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP(); // 延時 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP(); if(UCB0IFG&UCRXIFG) // 判斷接收標志 {

25、dat[i] = UCB0RXBUF; // 接收數(shù)據(jù)字節(jié) } else { return FALSE; } } return TRUE; } //------------------------------------------------------------------------- void ADS1198_Init(void) { uchar d[8]; P2

26、DIR |= 0x60; // ads1198 RST,READY管腳輸出 P3DIR |= 0x01; // ADS1198 CS 管腳輸出 ADS1198_CS0; // 選中ADS1198 ADS1198_PWDN1; // 禁止進入低功耗

27、模式 ADS1198_START0; // 禁止采集 ADS1198_RST1; // 復(fù)位置高 delayMS(1000); // 延時1S ADS1198_RST0; // 復(fù)位1198 delayMS(100);

28、 // 延時100MS ADS1198_RST1; // 復(fù)位清除 delayMS(1); ADS1198_Send_CMD_One(SDATAC); // 發(fā)送停止命令 ADS1198_Recive_Data(0x20+Addr_ID,1,d); // 讀ADS1198 ID號 if(d[0]==0

29、xB6) // 判斷是否為ADS1198 ID { d[0] = 0xCC; // 內(nèi)部參考+2.4V+RLDREF(AVDD-AVSS)/2+RLD buffer允許+RLD檢測允許 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG3,1,d); // 配置寄存器 d[0] = 0x45;

30、 // Multiple readback+250SPS ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG1,1,d); // 配置寄存器 d[0] = 0x34; // INT_TEST內(nèi)部測試信號+（-2X測試信號）+Fclk/2.048M ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG2,1,d); // 配置寄存器 d[0] = 0x3

31、3; // (7.5%/92.5%)+Pull-up/pull-down mode+DC lead-off detection turned on ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_LOFF,1,d); d[0]=0x60;d[1]=0x60;d[2]=0x60;d[3]=0x60;d[4]=0x60;d[5]=0x60;d[6]=0x60;d[7]=0x60;// 12倍增益+正常導(dǎo)聯(lián)輸入 //d[0]=0x65;d[1]=0x6

32、5;d[2]=0x65;d[3]=0x65;d[4]=0x65;d[5]=0x65;d[6]=0x65;d[7]=0x65;// 12倍增益+測試信號輸入 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CH1SET,8,d); d[0] = 0x01;d[1] = 0x03; // RLD1P,RLD1N,RLD2N對應(yīng)R,L,F,為右腿驅(qū)動源 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_RLD_SENSP,2,d); // 配置寄存器

33、 d[0] = 0x00;d[1] = 0x00; // 8個通道不檢測測導(dǎo)聯(lián)脫落 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_LOFF_SENSP,2,d); // 配置寄存器 d[0] = 0x01; // 通道1，通道2作為起搏檢測通道，開啟起搏檢測緩沖器 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_PACE,1,d); // 配置寄存器

34、 d[0] = 0x02; // 持續(xù)轉(zhuǎn)換模式+Lead-off comparators enabled ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG4,1,d); d[0] = 0x08;d[1] = 0xCB; // power on WCTA+WCTB+WCTC,RLD1P,RLD1N,RLD2N為威爾遜中心信號源 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_WCT1,2,d); ADS1198_Send_CMD_One(RDATAC); // 連續(xù)讀命令 ADS1198_START1; // 開始數(shù)據(jù)采集 } } //--------------------------------------------------------------------------