AD574在心电采集系统中的应用

A/D转换是一种将连续的模拟信号转换成适合于数字处理的二进制数的 *** 作，在单片机控制系统中，经常要将被控实体模拟的过程信号转换成数字量送给单片机，这样的工作就是由A/D转换部件来完成的。因此，A/D转换部件在单片机系统中有着广泛的应用。A/D转换是电信号数据采集系统的重要组成部分，本文以自行设计的心电采集系统为例，完整地介绍12位A/D转换芯片AD574在该系统中的具体应用。具有很好的实际应用参考价值。

心电监测作为一种对人体心脏活动进行动态检测与分析的有效手段，在临床上和人体素质分析中具有很好的应用价值。而心电采集是心电监测的首要步骤，本文利用通用的51单片机来控制实现心电信号的采集。图1所示是一个心电采集系统的总体结构框图。

电极是从人体取得心电信号的敏感元件，心电信号由携带在人体上的专用电极拾取后送入放大和滤波电路，经放大和滤波电路后获得符合要求的、干净的、不失真的心电模拟信号，该心电模拟信号由模拟输入端送入A/D转换电路，最后在单片机的控制下进行高精度的A/D转换和数据存储。

AD574是美国AnalogDevice公司生产的12位逐次逼近式A/D转换器，内部集成由转换时钟、参考电压源和三态输出锁存器，因此他可以直接接微机总线进行接口。分辨率可设为12位，转换时间为25μs。该A/D转换器对外的连接信号有模拟输入信号、数据输出信号、启动转换信号、转换结束信号及数据的读取等。A/D转换器和系统连接时就要考虑这些信号的连接问题。

AD574是单端输入模拟电压，在l0Vin和20Vin中任一端和AGND之间输入，可输入单极性电压或双极性电压，输入模拟电压的极性不同，其输入电路也不同。AD574要求用脉冲启动信号，即在CPU的控制下发出启动转换信号，并通过程序控制得到足够宽度的脉冲信号。A/D转换结束时，AD574反馈给出转换结束信号。AD574的数据输出线也有三态输出门，可直接连接系统数据总线。在本采集系统中，AD574与AT89S51单片机的接口电路如图2所示。

AD574芯片采用0～+10V单极性输入方式。2脚直接接地，也就是启动12位转换，转换结果分两次输出，3，4，5脚分别接至单片机地址总线的高位P2.5，P2.4，P2.3，单片机的读写信号经过一级与非门后送到AD574的CE脚作为使能信号。

AD574状态脚STS即28脚可接外部中断，比如INT0，就可用中断方式读转换结果，当然，也可直接接至单片机的P1.0脚，采用查询方式读转换结果。与AD574的12脚和10脚相接的两个0.1kΨ的电位器分别用于零点调整和满刻度调整，具体的调整方法是：零点调整，调整R1使得输入模拟电压从-5V变化到-4.9988V，即输入电压变化1/2LSB时输出数字量从000000000000变化到000000000001;满刻度调整（即增益调整），调整R2使得输入模拟电压从+4.9988V变化到+5V，即输入电压变化1/2LSB时，输出数字量从111111111110变化到111111111111。