ADS1198ADS1298开发设计心得与遗留问题总结.doc

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msp430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，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=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_rst0 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 addr_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_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; / 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_cmd_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+) ads1198_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();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();somenop();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_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; / 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;/