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1、 ADS1198/ADS1298开发设计心得与遗留问题总结 首先非常感谢TI公司的支持，自己手里面的6片ADS1198全部是从TI公司申请到的，并且遇到问题后能TI的技术支持工程师能及时给出解答，所以写这篇文章，一是对自己这几个月工作的总结，二是也算是对TI公司的感谢，也希望能帮助到以后使用ADS1198/1298的朋友。 本人使用MSP430F5418与ADS1198设计12导心电监测仪，其实就是个低档的HOLTER,在HOLTER的基础上加了几个操作按键和LCD显示屏。历时3个多月，前几天算是能比较满意的用ADS1198采集到ECG信号了！现在简单说下开发过程以及遇到的一些问题。先说下MS
2、P430单片机，本人01年开始使用（那是还是大四），先后使用过1100,135,149,2418等型号，这次选用了5418，因为信价比高，等开始实际调试使用时，才发现5418与之前的型号有很多升级。增加了几个功能模块同时也整合了一些功能模块。比如SYS模块,PMM模块，UCS模块等（还有一些功能由于没用上也没研究），这几个模块我看了很长时间英文资料（英文水平不咋地）后，发现SYS和PMM模块对我根本就没有用，并且把PMM模块关掉了，增加了这些模块视乎能提高430的安全性，但我觉得430这种单片机由于设计宗旨是低功耗3V供电。所以一般都是采用电池供电的，加上这2个模块似乎意义不大。反而与之前的型
3、号兼容性不好了！本人在做这款12导心电监测仪之前搞过1年多心电，只用运放做过9导心电监测仪，所以在ECG方面的经验还是很少的，发现这款ADS1198芯片还是在电源网上看到的，申请到样片后，手册和开发指南看了不下七八遍才基本理解明白，现在说说自己曾经迷糊而后来解决以及仍没解决的问题列出来：1. ADS1198有16位AD，可是PGA增益最大只有12，没有二级放大，对于ECG信号最大幅值在5mV左右，经过12倍放大为60MV, 60/2400*65536=1638,即只要用12位就能标示出ECG信号了，也就是说浪费掉了4位AD，如果用ADS1298也会同样出现这种情况，只是会比1198精确些而已，
4、如果用ADS1198/1298测量EEG信号，EEG信号是uV级的，真不能能不能用啊！2.请看手册第12页，这里的这幅图下面的NOTE写着SPI CPOL=0，CPHA=1，但是实际在调试程序时我发现这里应该设置为CKPH=0，CKPL=0.3. 手册20页的公共点参考电压的公式似乎也由点问题，这里是AVDD-0.2V我觉得不对，应该是VREF+,因为如果按以上公式计算出的公共参考电压，有可能最大幅值超过VREF+,也就是AD不能正确的采集出实际数值。4. 手册第19页中设置CHNSET2:0=011时，1,2,5,6,7,8是用来测量AVDD/2，而3,4是用来测量DVDD/2，我设计的电路
5、板是AVDD与DVDD电压相同，通过磁珠连接，结果测试出来的数据1,2,5,6,7,8 比我计算的理论数据差了10000多，而3.4比理论数据差了1000多，这两组之间也差了10000多，这个问题我现在也没搞明白，请TI的工程师和使用过的朋友解答一下吧。5. 当我用心电模拟仪输入信号时，（我的设计中1,2,3,4,5,6,7,8分别对应II,III,V1,V2,V3,V4,V5,V6）,发现但我设置8个通道检测导联脱落时（即设置LOFF_SENSP=0XFF, LOFF_SENSN=0XFF），II,III的基线与V1，V2，V3，V4，V5，V6相差10000多，如果设置LOFF_SENSP
6、=0X00, LOFF_SENSN=0X00时，即不检测导联脱落时，II,III,V1,-V6就在同一基线上了。这个也没搞明白。有待朋友们解答。6. 当心电模拟仪测试信号好用后，我实测人体信号，发现各路信号基线都不一致，我调试了半个月也没调出来，（我的设计基本上是抄TI的设计指南里的原理图的,我也明白为什么TI设计指南里为什么没有给出实测人体信号！，估计它的板子也一样有这个问题），后来请教TI的技术支持工程师JHL老师，他说要加高通滤波器，后来我在输入进ADS1198前加了各种高通滤波器，发现最实用的竟然是用0.1UF加10M电阻，这样这8路信号基本上在一条直线上了，（V1偏差大一点与其他的基
7、线差100左右），但加了电阻电容滤波后，用心电模拟仪再测量时，原本一致的基线现在反而有偏差了，我是搞糊涂了！另外今天刚看到JHL老师的回复，说他说的加高通滤波实际上是软件滤波，如果是这样的话，看来我用430就不行了，应该改DSP做FFT变换吧！总结一下，ADS1198/1298的确集成了很多ECG电路，比如8路仪表放大，威尔逊网络，内部测试信号，导联脱落检测（我用着不好使，呵呵）等等，而且也降低了功耗，节省了成本。是做便携式设备很好的选择，但问题也很大，内部只有前级放大，没有加二级放大，同时由于集成度太高，仪表放大后直接进AD，不能加高通，低通，以及抗肌电干扰等电路。这些工作恐怕全部要留给上位
8、机用软件来解决，至于能解决到什么程度，我就不知道了！以上就是个人使用ADS1198/1298的一些心得，能解决的问题以及遗留的问题，由于本人能力有限，估计会有很多错误和误解。以上所写，仅供大家参考，谢谢！ 作者：liangzuolin一下附上我用430开发的程序，已经调试通过，仅供参考！#define ADS1198_CS0 P3OUT &= BIT0#define ADS1198_CS1 P3OUT |= BIT0#define ADS1198_START0 P2OUT &= BIT5#define ADS1198_START1 P2OUT |= BIT5#define ADS1198_RS
9、T0 P2OUT &= BIT6#define ADS1198_RST1 P2OUT |= 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 1#define Addr_ID 0x00#define Addr_CONFIG1 0x01#define Addr_CONFIG2 0x02#define Ad
10、dr_CONFIG3 0x03#define Addr_LOFF 0x04#define Addr_CH1SET 0x05#define Addr_CH2SET 0x06#define Addr_CH3SET 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 Addr_LOFF
11、_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 0x17#define Addr_WCT1 0x18#define Addr_WCT2 0x19/-/ ADS1198 spi 接口初始化/-void ADS1198_Spi_Init(void) P3SEL |= 0x0E;
12、 / P3.1,P3.2,P3.3复用功能 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) UCB0CTL1 |= UCSSEL_2; / SMCLK UCB0BR0 = 0x04; / /4 UCB0BR1 = 0; / UCB0CTL1 &= UCSWRST; / 开启SPI/-/ 发送ADS1198单字节命令/-void ADS1198_Send_CM
13、D_One(uchar cmd) while (!(UCB0IFG&UCTXIFG); / USCI_B0 TX buffer ready? UCB0TXBUF = cmd; / Transmit data /-/ 传输ADS1198多字节命令/-void ADS1198_Send_CMD_Muti(uchar cmd,uchar len,uchar dat) uchar i; ADS1198_Send_CMD_One(cmd); / 发送第一字节命令+地址 ADS1198_Send_CMD_One(len-1); / 发送第二字节命令，发送数据长度 for(i=0;ilen;i+) ADS1
14、198_Send_CMD_One(dati); / 发送多字节数据 /-/ 接收ADS1198多字节命令/-uchar ADS1198_Recive_Data(uchar cmd,uchar len,uchar dat) uchar i; ADS1198_Send_CMD_One(cmd); / 发送接收命令第一字节+地址 ADS1198_Send_CMD_One(len-1); / 发送接收第二字节命令，接收数据长度 for(i=0;ilen;i+) ADS1198_Send_CMD_One(0); / 发送SPI时钟，DOUT=0 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP()
15、;SomeNOP(); / 延时 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP(); if(UCB0IFG&UCRXIFG) / 判断接收标志 dati = UCB0RXBUF; / 接收数据字节 else return FALSE; return TRUE; /-/ 连续采集模式下接收数据/-uchar ADS1198_ReadData_Continue(uchar dat,uchar len) uchar i; for(i=0;ilen;i+) ADS1198_Send_CMD_One(0); / 发送SPI时钟，DOUT=0 SomeNOP();SomeNO
16、P();SomeNOP();SomeNOP(); / 延时 SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP();SomeNOP(); if(UCB0IFG&UCRXIFG) / 判断接收标志 dati = UCB0RXBUF; / 接收数据字节 else return FALSE; return TRUE; /-void ADS1198_Init(void) uchar d8; P2DIR |= 0x60; / ads1198 RST,READY管脚输出 P3DIR |= 0x01; / ADS1198 CS 管脚输出 ADS1198_CS0; / 选中ADS1198 ADS1198_
17、PWDN1; / 禁止进入低功耗模式 ADS1198_START0; / 禁止采集 ADS1198_RST1; / 复位置高 delayMS(1000); / 延时1S ADS1198_RST0; / 复位1198 delayMS(100); / 延时100MS ADS1198_RST1; / 复位清除 delayMS(1); ADS1198_Send_CMD_One(SDATAC); / 发送停止命令 ADS1198_Recive_Data(0x20+Addr_ID,1,d); / 读ADS1198 ID号 if(d0=0xB6) / 判断是否为ADS1198 ID d0 = 0xCC; /
18、 内部参考+2.4V+RLDREF(AVDD-AVSS)/2+RLD buffer允许+RLD检测允许 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG3,1,d); / 配置寄存器 d0 = 0x45; / Multiple readback+250SPS ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG1,1,d); / 配置寄存器 d0 = 0x34; / INT_TEST内部测试信号+（-2X测试信号）+Fclk/2.048M ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG2,1,d); / 配置寄存
19、器 d0 = 0x33; / (7.5%/92.5%)+Pull-up/pull-down mode+DC lead-off detection turned on ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_LOFF,1,d); d0=0x60;d1=0x60;d2=0x60;d3=0x60;d4=0x60;d5=0x60;d6=0x60;d7=0x60;/ 12倍增益+正常导联输入 /d0=0x65;d1=0x65;d2=0x65;d3=0x65;d4=0x65;d5=0x65;d6=0x65;d7=0x65;/ 12倍增益+测试信号输入 ADS1198_Send_CM
20、D_Muti(0x40+Addr_CH1SET,8,d); d0 = 0x01;d1 = 0x03; / RLD1P,RLD1N,RLD2N对应R,L,F,为右腿驱动源 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_RLD_SENSP,2,d); / 配置寄存器 d0 = 0x00;d1 = 0x00; / 8个通道不检测测导联脱落 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_LOFF_SENSP,2,d); / 配置寄存器 d0 = 0x01; / 通道1，通道2作为起搏检测通道，开启起搏检测缓冲器 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+
21、Addr_PACE,1,d); / 配置寄存器 d0 = 0x02; / 持续转换模式+Lead-off comparators enabled ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_CONFIG4,1,d); d0 = 0x08;d1 = 0xCB; / power on WCTA+WCTB+WCTC,RLD1P,RLD1N,RLD2N为威尔逊中心信号源 ADS1198_Send_CMD_Muti(0x40+Addr_WCT1,2,d); ADS1198_Send_CMD_One(RDATAC); / 连续读命令 ADS1198_START1; / 开始数据采集 /-
