面包芯语

FreeEEG32-同步ADC采集系统硬件设计

原创 云深之无迹 2025-01-22 22:31
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FreeEEG32-32通道同步ADC生物电采集系统

关于32通道同步ADC采集系统答疑

同步STM32的SAI外设传输普通数据

这篇文章放很久了，是这个采集系统的硬件部分。简单来说，硬件部分就是一个STM32H7，上面的SPI用来控制ADC的配置和初始化，至于ADC的转换数据通过SAI外设读取，在内部有俩种编码方式，二进制流和OpenVIBE的编码方式。ADC转换的时候需要一个准确的基准，使用了一个ADI的REF。然后为了提高系统的信噪比，在电源输入路径上面使用了变压器驱动，避免电源轨道上面的耦合，在输出数据的时候，可以使用UART以及USB外设（USB-CDC）。

上面的陀螺仪是有一个结论，这个运动伪像可以被接收到的，可以被在信号里面减掉。

电源除了MicroUSB输入以及也可以在独立的引脚输入

右边就是串口上面的隔离，这里也有一个SPI的输出，都是隔离的

多通道的隔离器，这个是串口

这个是TI的，为SPI做隔离器

USB隔离器

就是这样

我这里想说的是，因为电源会供给所有器件，为了安全和减少一些噪音，就使用了小型的变压器。

芯片配变压器

内部的样子

参数

  1. 电感值: 最主要的电气参数，表示元器件在特定频率下的阻抗。
  2. 匝数比: 表示初级绕组和次级绕组的匝数比
  3. 直流电阻: 表示导线的电阻，会影响能量损耗。
  4. 电压-时间积: 表示元器件所能承受的最大电压变化率，对于抑制电压尖峰有意义。
  5. 绝缘耐压: 表示元器件能够承受的最大电压，对于防止击穿有意义。
很明显就是原样隔离转换的。

在最终输入还加了保护的二极管

可以通过TI的

里面长这样

我们看一个X光的拍片子的样子

这个是共模电压点

上下都是一对儿差分

SWD就可以

有一个数字地

链接SWD和电源，所以在烧录的时候就要连接

编译无错误

使用V2就可以了

调试

每一个数组里面都有内容

一个线程

经常有人问，这个东西是真同步吗？所以要讨论延时，就是来自于体系架构的延时性：

这个是和总线的连接延时

APB2-120MHz

还有一个SAI居然在APB4上面，速度最大可以跑到100MHz

AD7771使用ADI的一个demo，就是SAI外设读取数据，在精密转换这里

IIO项目

精密转换固件

SAI的外设

虚拟的串口

链接图

uint8_t datas[uint8_ad_adc_number][uint8_ad_number];

使用2维数组来储存ADC的数据：

uint8_t:这是数组元素的数据类型，表示无符号8位整数。也就是说，数组中的每个元素都可以存储一个0到255之间的数值。

datas:数组名称，用来标识这个数组。

[uint8_ad_adc_number][uint8_ad_number]:这是数组的维度，表示这是一个二维数组。

  1. uint8_ad_adc_number: 表示数组的第一维的长度，也就是数组的行数。这个值是一个预先定义好的常量，代表ADC的通道数量。
  2. uint8_ad_number: 表示数组的第二维的长度，也就是数组的列数。这个值是一个定义好的常量，代表每次ADC采样获取的数据点数。
二维数组的每一行: 代表一个ADC通道采集到的数据。
二维数组的每一列: 代表一次采样中，所有ADC通道采集到的一个数据点。
uint8_t datas[4][10];
这个数组中有4行，10列。第一行存储第一个ADC通道的10个采样数据，第二行存储第二个ADC通道的10个采样数据。
// 访问第一个ADC通道的第二个采样数据uint8_t value = datas[0][1];
通过索引来访问数组中的元素。

这个就是SAI数据的接收

使用这样的代码获取所有的数据块

这个是源码

32字节长的数据

在源码里面，一旦这个标志位出现，就开始捕获。

代码这段是切换数据流的方式

OpenVIBE的打包方式，有头有尾，里面包装ADC，和陀螺仪

然后使用USB的口输出

我们也可以打开这个开关，把数据装到SD卡里面的

现在设备还有一台，2k售价，感兴趣来~

http://sim.okawa-denshi.jp/en/Fkeisan.htm

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云深之无迹
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