一款便携式脑电无线采集系统的设计

显示部分选用视域对角线为5.7英寸、分辨率为640×480的真彩液晶显示器TFT6448BS-5.7，此显示屏工作电压为3.3/5V，支持 256色。由于是专门针对单片机用户设计的，提供一个简单的高速8位总线与单片机连接。此显示屏低功耗，设计轻薄亦能满足便携式要求。该系统的程序设计包括单片机程序、液晶显示屏驱动程序。发送端通过单片机进行A/D变换和无线传输，接收端由单片机通过nRF24L01接收数据，送至液晶显示器进行显示。

　　接收端单片机接收到脑电数据之后传送到液晶显示器进行显示，显示屏中每个点影射显示存储器中的一个字节，显示屏上的X、Y坐标与显示存储器的地址一一对应。因此，只需输入X、Y坐标便可直接读写相应点数据，不用计算像素点在显示存储器中的地址。写入数据后X坐标自动加1，写满一行后自动换行，也可实现Y坐标自动加1。单片机与液晶显示屏的连接如图3所示。

　　图3 单片机与TFT 液晶显示屏连接图

　　2 系统软件设计

　　本系统由STC12C5A60S2单片机与nRF24L01无线收发芯片构成的发送端和接收端组成。发送端通过单片机进行A/D变换和无线传输，接收端通过nRF24L01接收数据，再送至STC12C5A60S2单片机进行显示与分析。无线模块nRF24L01所有配置工作都是通过SPI完成，共有 30B的配置字。一般采用Enhanced Shock BurstTM收发模式，这种工作模式下，系统的程序编制会更加简单，并且稳定性也会更高。Enhanced Shock BurstTM的配置字使nRF24L01能够处理射频协议，配置完成后，在nRF24L01工作的过程中，只需改变其最低一个字节中的内容就可以实现接收模式和发送模式之间的切换。数据流程如图4所示。

　　图4 单片机程序流程图

　　3 结论

　　本文设计了一种基于单片机的体积小、轻便、功耗低的脑电信号采集与无线传输系统。选用STC12C5A60S2 单片机作为主控制器， 利用其自身的2个SPI 模块分别对nRF24L01 、TFT6448BS -5.7 进行控制， 实现脑电信号的WiFi 无线传输和波形显示。本系统不需要采用PC 机， 控制和显示都用单片机来完成， 由于容易携带、高集成度的特点， 能为医疗资源不足的贫困山区的脑电疾病的诊断提供一套可行方案。