基于Flash构架的模数混合的FPGA在心电监控仪上的应用设计

幅值大小U/v，（x0，y0）处为（0，0）坐标点。在Core8051的基础上设计编码算法，对采集到的心电信号进行编码，然后将心电信号转换成显示屏的坐标信号，然后根据坐标信号计算出心电图像的数据，并在扫描时钟的控制下逐次将数据按照顺序输入到LCD中， 这样即可实现动态的心电图像的显示。 function ImgZoom(Id)//重新设置图片大小 防止撑破表格 { var w = $(Id).width; var m = 650; if(w

心电信号动态显示区的设计采用了3种方法，分别为：

(1)移位寄存器法。在FPGA内部构建一个240位移位寄存器作为心电图像的缓存，Core8051实时地采集数据然后发送到移位寄存器内部，同时CRT驱动模块按照自己的时序来不断地扫描移位寄存器，从而显示出心电图像。这种方法的缺点是动态曲线显示的连续性不好。

(2)双RAM缓存法[5]。利用Core8051外部扩展的64 KB

RAM作为心电波形信号的缓存，同时在CRT驱动模块中再设计一个心电波形显示缓存，这样Core8051就可以先采集心电信号存储在外部扩展的64 KB RAM中，达到某一数量后，连续地发送给CRT驱动模块中的缓存，从而显示出动态的心电信号图像。该设计的一个最大优点是图像显示连续（没有抛弃任何时刻的心电数据），同时又可以根据需要选择观察采集到的任何时刻的心电波形。但由于要采集一定数量的心电波形数据，因此心电波形的显示会有一定时间的延时。

(3)单RAM缓存法。在Core8051没有扩展外部64 KB RAM的前提下设计的，利用一个双端口的RAM作为动态显示区的图像缓存，Core8051通过其中的一个写端口向图像缓存中写入数据，VGA控制器通过另外一个端口从图像缓存中读出数据，两者互不影响。同时设计算法使双端口RAM具有位读写能力，即利用Core8051来灵活地读写双端口RAM中的任何一位,这样对图像数据的处理就非常灵活了。这种设计的最大优点是如方法(1)一样可以实时地显示。

本文结合(2)、(3)两种方法进行系统的设计，弥补了各种方案的缺点，实现了动态、实时显示的功能，使得片上系统的功能变得完善。这种设计结合了FPGA的可编程性成功解决了低端8位处理器无法驱动彩色TFT_LCD动态、实时显示的问题。在此基础上，还可以利用FPGA和Core8051的资源开发其他的功能模块，例如与PC机的通信、SD卡大量心电数据存储、心电分析与报警等。

3 系统测试及结果

心电信号能力集中在中低频段，随着频率的升高，响应的能量也逐渐降低[6]。利用信号发生器产生不同频率和幅值的正弦信号来模拟心电信号，并将其加到心电信号输入端口，可以看到CRT显示器上显示出和输入信号完全一致的正弦波形，没有任何失真。

Fution模数混合信号芯片的诞生给小型化、便携式片上系统的设计带来了可能,本文通过对FPGA各种资源的综合应用完成了一种心电监护仪的片上系统的设计，通过实际的测试验证了它的准确性。系统的所有功能都是在FPGA上完成的，所以它的单芯片性和FPGA可编程性，给产品的升级带来了极大的便利。