Проектирование микропроцессорных СИ "Электроэнцефалограф"

 

(6)

Где ΔК -  абсолютная  погрешность  коэффициента  преобразования         системы; 

ΔК_i-  абсолютная погрешность коэффициента преобразования i-ro      блока; 

γ_i - относительная погрешность коэффициента преобразования i-ro блока.

Таким образом, для определения  погрешности всей системы необходимо определить относительные погрешности каждого блока. Коэффициент преобразования ДУ равен:

(7)

 

Тогда, погрешность ДУ определяется как:

Погрешность аналогового коммутатора  определяется по формуле:

(8)

Где  βк =0,998- коэффициент коммутации [18].

(9)

Коэффициент   преобразования   АЦП   последовательного   приближения   определяется   по формуле:

(10)

где      Uo - напряжение источника  опорного напряжения.

(11)

где уд - погрешность дискретизации;  γUo -  погрешность источника опорного напряжения.

Погрешность опорного источника напряжения микросхемы AD7716 равна нулю.

Таким образом, погрешность АЦП  определяется погрешностью дискретизации, зависящей от уровня квантования:

(12)

 

 

В результате относительная мультипликативная  погрешность системы составит:

(13)

Итоговая основная погрешность  системы с учетом аддитивной и мультипликативной составляющих равна:

(14)

 

Разработка  программного обеспечения

При включении питания производится начальный сброс контроллера  и сигма- дельта АЦП, а затем он начинает выполнять программу, хранящуюся в памяти. В блоке инициализация запрещаются все прерывания, кроме прерывания от таймера ТО, таймер Т1 настраивается в режим счетчика.

В следующем блоке производится: выбор измерительного канала, установления паузы для избежание следствий  переходного процесса, запись в верхний и нижний регистр фильтра АЦП, а затем измерения числа импульсов за фиксированное время- 10мкс.

Алгоритм работы цифрового электроэнцефалографа приведена на рисунке

Рис. 10 Алгоритм работы МК

Программы работы МК

 

ORG 00H

WAIT: JB P3.3, WAIT ;ожидание сигнала включения (DR=0)

CLR 20H ;старший байт с АЦП

CLR 21H ;средний байт с АЦП

CLR 22H ;младший байт с АЦП

MOV P0, #0FFH ;порт Р0  на ввод

MOV P1, #0FFH ;порт Р1  на ввод

MOV P2, #0FFH ;порт Р2  на ввод

MOV A, #0H

 

START:

 

;Запуск АЦП

 

SETB P2.6 ;начальная установка запуска АЦП

SETB P2.7 ;начальная установка сброса АЦП

CLR P2.7 ; сброс АЦП

 

 

Передача данных с АЦП (предыдущего  цикла)

 

MOV R5, #20H

MOV SCON, 0000 1011B ;режим 0

PK1:

MOV SBUF, @R5 ; передача элемента

M1: JNB SCON.1, M1 ;анализ флага готовности передатчика

CLR SCON.1 ; сброс флага готовности передатчика

INC R5 ; переход к следующему элементу массива

CJNZ R5,#23H, PK1

 

Считывание данных с АЦП

 

MOV ACC.0, P2.0

MOV ACC.1, P2.1

MOV ACC.2, P2.2

MOV ACC.3, P2.3

MOV ACC.4, P2.4

MOV ACC.5, P2.5

MOV 20H, A  ;Считывание кода старшего байта АЦП

MOV 21H, P1 ;Считывание кода среднего байта АЦП 
MOV 22H, P0 ;Считывание кода младшего байта АЦП

LJMP START

 

END

 

Вывод

В данном курсовом проекте было изучено электроэнцефалографическое исследование головного мозга, представляющее собой метод регистрации изменений разности потенциалов с поверхности головы, характеризующих биоэлектрическую активность различных участков мозга. Так же  рассмотрены основные ритмы электроэнцефалограммы, различающиеся по частоте и амплитудным характеристикам. Это такие ритмы, как альфа- ритм с частотой от 8 до 13 Гц, с амплитудой от 30- 150 мкВ; бета- ритм с частотой от 14-30 Гц и амплитудой от 10-30 мкВ; дельта- ритм  с частотой от 0,5- 3 Гц и амплитудой от 150-200 мкВ; тета-ритм, частота которого составляет от 4-17 Гц и амплитуда от 100- 150 мкВ. По виду этих ритмов судят о различных заболеваниях головного мозга или отклонениях центральной нервной системы от нормы.

Достоинство этого метода состоит  в том, что он абсолютно безболезненный , нет противопоказаний для снятия ЭЭГ, не доставляет дискомфорт человеку, не опасен занесением инфекции и т.д.

Также  в результате проведенных  исследований был разработан электроэнцефалограф. Прибор построен на базе персонального компьютера и обеспечивает регистрацию 24-ех синхронных общепринятых отведений.

Применение новых технологий, в  частности, 22- разрядного сигма- дельта АЦП, позволило значительно увеличить  качество и точность снимаемой информации. Можно сделать вывод, что данная разработка экономически выгодна.

 

Список использованной литературы

1. http://ecolog.3dn.ru/publ/8-1-0-875
2. Егорова И.С. Электроэнцефалография.- М.: Медицина, 1973.- 268с.
3. http:// med.zp.ua
4. Головко Ю.П. и др. Параметрические усилители биоэлектрических сигналов.- М.: «Энергия», 1971.- 160 с.
5. Микросхемы для линейных источников питания и их применение.- М.: Додэка, 1998.-254с.
6. Фрунзе А.В. Микроконтроллеры? Это же просто! Том 2.- М.: 2002