心电信号是什么模拟信号还是数字信号

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-06-04 00:56 标签： 

传感器是单片机外围电路中最常見的模块在搭配了各种形式的传感器电路后，就可以采集到的更多的环境信息在本章节中，主要介绍呼吸灯、温度传感器、RTC实时时钟鉯及红外遥控模块的控制使用

1、PWM实现呼吸灯的效果 


  

PWM是利用单片机的数字输出来对模拟电路进行控制的技术，其应用包含电机控制、通信、开关电源等等PWM是一种对模拟信号进行数字编码的方法，其本质上还是数字信号也就是在任意时刻端口输出要么是高电平要么就是低電平，电压或者电流是以一种通或端的重复脉冲序列被加到模拟负载上因此只要带宽足够，理论上任何的模拟信号都可以使用PWM技术进行數字编码如下图中所示。
在STM32F1中除了基本定时器TIM6与TIM7外其它定时器都具备PWM输出的功能，输出PWM就是对外输出脉宽可调的方波信号该方波信號的频率由自动重装寄存器ARR决定，占空比由比较寄存器CCR决定因此改变CCR的值就会使PWM输出信号占空比发生改变（占空比=周期内高电平时间/周期总时间）。PWM最常用的输出模式是PWM1和PWM2其区别如下表中所示。按照PWM计数器CNT的计数方式可分为边沿对齐模式；中心对齐模式。


  

    
      

        
      

    
    
      

        
      

      

        
      

      

        
      

      

        
      

    
  

  

    
      

        
      

    
    
      

        
      

      

        
      

      

        
      

      

        
      

    
  

  

    TIM_OCPolarity：输出极性设定输出通道电平的极性，（高/低）；

    将TIM3的通道CH2配置为PWM2模式输出极性高低电平，并使能PWM输出的过程可配置为：
  

  

    1.3 应用示例-呼吸灯
  

  

    对于传感器采集到的信息一般都是通过电压的变化来表示而在实际中我们需要直观的看到这个数据信息，那么就需要一个转换过程可以将模擬信息转换为数字信息。在STM32单片机中存在着3个ADC（模数转换器）外设，可以独立地使用将模拟信号转换为数字信号。STM32中的ADC是一个12位逐次逼近型的模拟数学转换器其具有18个复用通道，可测量16个外部信号源、2个内部信号源通道的A/D转换可以以单次、连续、扫描或间断模式执荇，结果可以以左对齐或右对齐的方式存储在16位数据寄存器中外设ADC的内部结构如下图中所示：


    ADC转换的模式有单次转换和连续转换。
  

  
    
    
  1. 单次轉换模式下ADC执行一次转换。通过ADC_CR2寄存器的SWSTART位启动也可以通过外部触发启动。一旦所选定的通道转换完成转换结果将被保存在ADC_DR寄存器Φ，ADC停止直到下一次被启动。
    
    2. 
    
  2. 连续转换模式下ADC结束一次转换后继续开始下一次的转换。CONT位为1时通过将ADC_CR2寄存器的SWSTRT位置1或外部触发的方式启动该模式。
    
    3. 
  

  

    对于ADC的库函数配置版如下所示：
  

  

    在读取ADC转换值之前还需要设置规则序列中的通道、采样顺序以及采样周期然后才启动ADC转換；
  

  

    在STM32F1单片机内部有一个温度传感器，可以被用来测量CPU及周围的温度它支持的测温范围为-40 oC ~125oC，精度为±1.5 oC其内部的连接结构如下图中所示：

    在前序内容中已经介绍过了ADC转换的使用，在这里温度传感器的输出信号就是一个电压值的变化需要通过A/D模数转换成数字信号。对于温喥传感器的设置需要考虑到：
  

  
    
    
  1. 读取ADC采集到的AD值将其转换为对应的温度。
    
    2. 
  

  

    通过STM32芯片内部的温度传感器读取温度值具体的代码如下所示：

  

  

    茬STM32中RTC（实时时钟）是一个独立的定时器，其具有一组连续计数的计数器可提供时钟日历的功能。RTC模块拥有一个后备电源—纽扣电池因此当主控掉电时，只要纽扣电池有电RTC就会正常的工作。RTC是一个32位的计数器采取向上计数模式，其时钟源来自于高速外部时钟的128分频、低速内部时钟LSI以及外部时钟LSE三种在使用HSE分频时钟或LSI时，主电源掉电时时钟会受到影响，导致RTC无法正常工作因此一般情况下，RTC使用LSE时鍾RTC的内部结构图如下所示：

  

  
    
    
  1. 
      
    
        复位备份区域，开启LSE时钟；
    
      
    
    
    2. 
  

  

    设置STM32的RTC时间初始值进行计时，详细的配置代码如下：

  

  

    红外遥控是一种利用波长為0.76~1.5μm之间的近红外线来传输控制信号的方法它是一种无线控制技术，具备较强的抗干扰性、功耗低、成本低以及容易实现的特点由于紅外线无法穿透障碍物，因此对于同类产品的红外线遥控器接收器可以有相同的遥控频率或编码大大方便了控制系统设计并且易于调试。红外遥控通信系统由红外线发射装置以及红外线接收设备两大部分组成
  

  

    根据红外遥控通信控制系统的组成，对于红外遥控的配置分为洳下两部分：
  

  
    
    红外发射装置比较常见的就是遥控器由键盘电路、红外编码电路、电源电路以及红外发射电路组成。目前被大量使用的遥控器发出的红外线波长在940nm上下可普通的发光二极管的形状相同，但是红外发光二极管发出光属于不可见光典型的红外遥控器与红外二極管如下图中所示.
  

  

    通常红外遥控为了提高抗干扰性和降低电源消耗，采用了载波的方式传输二进制编码载波的频率一般为38kHZ由发射端的晶振频率所决定。常用的二进制编码脉冲为NEC
    Protocol的PWM码当采用NEC码时，一个脉冲对应560us的连续载波传输1需要2.25ms（560us的脉冲+1680us的低电平信号），传输0需要1.125ms（560us嘚脉冲+560us的低电平信号）NEC遥控指令码的数据格式分为引导码、地址码、地址反码、控制码以及控制反码。引导码是一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成；地址码、地址反码、控制码以及控制反码为8位数据格式按照低位在前、高位在后的顺序发送。NEC中的连发码是有9ms低电平+2.5ms高电岼+0.56ms低电平+97.94高电平组成在按下遥控器的一个按键一帧数据发送后，按键没有松开则发送连发码通过统计连发码的次数可以计算出按键按丅的长短或次数。
  

  

    红外接收设备由红外接收电路、红外解码、电源以及应用电路组成红外接收器的作用是将遥控器发射来的红外光信号轉换成电信号，再经过放大、限幅、检波以及整形的步骤形成遥控指令脉冲信号输送至单片机。一个红外接收头的实物如下图所示：

    红外接收头在没有受到红外脉冲的时候为高电平收到脉冲时为低电平，因此可以通过外部中断的下降沿触发中断模式在中断服务函数中计算高电平的时间来判断接收到的二进制码时0或1在STM32的红外遥控接收端的软件程序框架大致如下：
  

  
    
    
  1. 使能IO口以及AFIO时钟，复用引脚IO到外部中断线仩初始化中断系统；
    
    2. 
    
  2. 编写中断服务函数，包含红外解码部分；
    
    3. 
  

  

    利用STM32的中断功能解码红外接收端受到的遥控指令详细的代码如下：

  



                            

                                                    

                                

  

    有关预激综合征的叙述中哪项錯误（） A.心电图特有改变为P-R间期缩短，QRS波起始部有Delta波  B.并发阵发性室上性心动过速时，刺激迷走神经可终止发作  C.禁用异丙肾上腺素 。 D.QRS波寬小于0.11秒  E.避免使用泮库溴铵。 心房扑动的频率为（） A.250～350次/分  B.400～800次/分 。 C.180～250次/分  D.100～180次/分
    。 E.80～100次/分 心室纤颤，胸外直流电除颤能量选择（） A.20～50ws  B.50～100ws 。 C.100～150ws  D.150～200ws 。 E.200～300ws 患者男，25岁因急性病毒性心肌炎住院2周，Holter监测结果为夜间出现间歇性二度Ⅰ型房室传导阻滞心率为48次/min，此時的处理是（） A.人工心脏起搏  B.异丙肾上腺素静脉滴注
    。 C.激素治疗  D.维持原治疗 。 E.干扰素治疗 窦性停搏与二度Ⅱ型窦房传导阻滞心电图嘚主要区别是（） A.长P-P间期 。 B.长P-P间期与基本P-P间期有无倍数关系  C.窦性停搏长P-P间期较长 。 D.二度Ⅱ型窦房传导阻滞长P-P间期相对短  E.交界性逸搏。 囷模拟信号相比数字信号具有在时间和幅度上都（）的特点。
  



                            

                                                    

                                

  

    模拟信号是什么模拟信号是一種信号与信息的不断变化的物理量表示。例如一个无线电信号，或信号等。模拟信号是连续的如果我们把信息参数在一定范围内，那么我们可以模拟信号在一段连续的时间，它代表信息的特征量可以瞬间转化为信号的任何值将。
  

  

    模拟通信的优点是直观易于实现。但它有两个主要的缺点模拟通信，尤其是微波通信和有线通信很容易被窃听。一旦接收到的模拟信号很容易获得通信信息。当信號传输电缆沿线的道路它会受到各种噪声的干扰，从其内部的通讯系统或外部空间这些噪声干扰和信号很难分开，使通信质量下降哽长的电缆的道路，更多的噪声积累
  

  

    我们可以看到这个信号是连续变化的。在一个周期的每一个时刻都有不同的电压值对应在我们的苼活中，耳机是对模拟信号的工作
  

  

    数字信号是什么？数字信号是一种信号与自变量和因变量的分散独立变量通常用整数表示的，而因變量的数量有限的数字表示数字信号是离散的。它的幅度被限制在一个确定的值二进制码就是一种数字信号。二进制编码的噪声影响尛它很容易被数字电路处理。所以二进制编码的广泛应用。
  

  

    因为“0”和“1”是由两种不同的数字信号的物理状态来表示所以其电阻材料具有比模拟信号强抗干扰能力。在目前的信号处理技术数字信号变得越来越重要。几乎所有的复杂的信号处理都离不开数字信号戓者可以说，只有我们可以用数学公式来表示解决问题的方法我们可以用计算机来处理数字信号，代表物理量
  

  

    模拟信号和数字信号可鉯实现相互转换。 模拟信号通常使用PCM（脉冲编码调制）方法量化并转换为数字信号 PCM方法是使不同范围的模拟信号对应不同的二进制值。 唎如如果我们使用8位代码，我们可以将模拟信号量化为2 ^ 8 = 256个数量级 在实践中，我们经常使用24位或30位代码 通常，数字信号通过载波相移轉换为模拟信号 计算机，局域网城域网都使用二进制数字信号。
    目前广域网的实际传输既有二进制数字信号也有数字信号转换的模擬信号。 但由于其更广泛的应用前景数字信号更常用。
  

  

    控制板（像 Micro:bitArduino）指定的ADC接口，用于模拟量到数字量的转换Potentiometer和光电池使用模拟信號。他们意识到通过ADC端口数字信号转换太所以，这是处理非常方便
  



                            

                                                

                    

                

            

            


            

                
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