由于生物体微弱的电信号和丰富的信息量，在生物体多参数测量中，高精度采集也就显得尤为重要。基于此我们研制的生理信号采集系统的采集电路部分采用了ADS8364和DS87C520单片机。

ADS8364是美国TI公司的一种高速、低能耗、6通道同步采样转换，单+5V供电的16位高速并行接口的高性能模数转换芯片，片上带2.5V基准电压源，可用作ADS8364的参考电压。每片ADS8364实际由3个转换速率为250ksps（当外部时钟为5MHz）的ADC构成，每个ADC有2个模拟输入通道，每个通道都有采样保持器，3个ADC组成3对模拟输入端，可同时对其中的1~2对输入信号同时采样保持，然后逐个转换。由于6个通道可以同时采样，很适合用于需同时采集多种信号的场合。

ADS8364前端调理电路

由于输入的模拟信号变化范围较大，通常不是AD芯片所要求的范围，在高精度、高要求的AD采样电路中，为使输入的模拟信号与AD采样所需求的信号相匹配，通常在AD采样电路前加入前端调理电路，以缩放和平移要采样的信号，从而使调理后的信号适合A/D转换器的模拟输入要求。图1是ADS8364一个输入通道的前端调理电路。

ADS8364模拟输入通道+IN和-IN的最大电压输入范围为-0.3V~+6V(ADS8364用+5V供电)。图1电路中使用了2个运放，A2用作跟随器，用来缓冲ADS8364输出的2.5V基准电压；A1和四个电阻构成了信号调理网络，适当配置R1~R4电阻可以实现对输入信号Vi的缩放和平移，以适合ADS8364模拟通道的输入要求。由于R5

=R6则+IN端的输入电压为：

这样，在保证V+IN＝0~5V的前提下，Vi可以是双极信号，调整R2、R4的比例使Vi有合适的输入范围。表1是针对不同双极性模拟输入的配置实例。

ADS8364与单片机连接电路

ADS8364与单片机连接电路见图2。ADS8364转换后的结果可通过两种方式输出：①当BYTE=0时，以DB0~DB15

16位输出；②当BYTE=1时，则转换结果分两个字节从DB0~DB7读出，此时采用8位单片机读取非常方便。

本系统中采用8位单片机，根据要求ADS8364的BYTE设为高电平，在第一个/RD信号里，输出低8位数据，第二个RD信号后读出高8位。ADS8364的/HOLDA、/HOLDA

、/HOLDC信号由单片机P1口的P1.0输出的信号控制；A0~A2通过DS87C520的P0口输出，控制线ADD硬件接低电平。图2是DS87C520与ADS8364的连接电路。

系统采用与DS87C520相连的GAL16V8时给出ADS8364的地址为5000H，当DS87C520的/WR=0，且ADS8364的/CS=0时DS87C520将通过数据口对ADS8364写入控制字；当DS87C520的P1.0=0时才开启ADS8364进行AD转换，转换结束后的信号/EOC对DS87C520发出中断请求，则DS87C520在/RD=0时响应中断请求，读取ADS8364的转换结果。

数据采集

ADS8364转换器初始化操作

AD转换前，首先要进行控制字的写入，信号ADD、A0、A1、A2的设置，配合TYPE确定了数据的输入和输出方式，/RESET、/HOLDA、

/HOLDB和/HOLDC的设置可对AD转换的数据输出寄存器进行清除操作和其

他复位操作。信号对应控制字的各位见表2。

写入控制字时，在软件命令控制下根据ADS8364的口地址，在/CS有效时将表中数据通过低8位数据线写入ADS8364内部寄存器。

软件命令时序如图3所示。

ADS8364的转换启动与数据读取

系统的最终目标是要获取数据，然后进行处理。根据TYPE、ADD、A0、A1和A2，DS87C520需三次读完一路转换的数据，DS87C520控制ADS8364转换和读取转换结果的C51程序如下（写入外部数据RAM的程序省略）：

#include <reg52.h>

#include <stdio.h>

#include <string.h>

#include <stdlib.h>

#include <ctype.h>

#include <intrins.h>

#include <absacc.h>

：

：

sbit p10=P1^0;

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

#define ADS_A0 XBYTE[0X5000]

：

：

#define ADS_C1 XBYTE[0X5005]

uchar xdata *Sample;

void delay(uchar n) //延时模块

{

uchar i;

for(i=0;i<n;i++)

{

_nop_();

}

}

void enable_int0(void) //开中断

{

EA=1;

EX0=1;

IT0=1;

}

void Start_Conver(void) //启动6路AD转换

{

p10=1;

p10=0;

delay(1);

p10=1;

}

void main(void)

{

int i;

p10=1;

Start_Conver();

ADS_A0=0x07; //ADS8364写入控制字

ADS_A0=0x9e;

EA=0;

while(1){

delay(1);

Start_Conver();

delay(10); //等待转换结束采集数据

for(i=0;i<18;i++) // 读取6路转换数据

{

*Sample++=XBYTE[0X5006];

}

}

}

启动转换后，在读取数据前需要延迟的指令周期数需根据DS87C520和ADS8364的运行速度来调整。

结语

利用ADS8364设计的生理信号采集系统可同时采集多路信号，采集精度高，经初步临床验证完全满足临床要求。