基于Wi―Fi的医学信号采集系统研究

GS1011芯片中包括两个32位ARM7处理器，其中一个为WLAN MAC处理器(WLAN CPU)，负责网络数据的Wi—Fi收发；另外一个ARM7 CPU为应用处理器(Application CPU)，主要用于用户应用程序的运行。GS1011芯片内嵌的Flash和SRAM用于保存程序和数据；JTAG口用于对芯片进行编程和调试；ADC、I2C总线、GPIO等接口用于接收来自传感器网络节点采集到的数据信息，以及实现外围系统扩展、RF开关和功率控制等功能。
ADS1258是TI公司推出的一款高精度、低功耗、低噪声的16通道(多路复用的)24位模／数转换器。该器件的固定通道采样速率为125 ks ／s，自动通道扫描采样速率为23．7 ks／s，适用于设备与系统监控、医疗仪器、航空电子、仪表与工业过程控制等应用领域。
ADS1258内部结构如图4所示。该器件主要由16路模拟输入转换器、可编程数字滤波器、时钟发生器、通用输入／输出端口和SPI串行接口等组成。16路模拟输入通道可配置为8路差分输入或者16路单端输入形式。可编程数字滤波器。可使用户在转换精度和数据速率之间进行优化选择。时钟发生器产生模／数转换基准时钟。SPI接口用于ADS1258与外部处理器之间进行串行通信。

ADS1258内部电路可分为模拟和数字两大部分，模拟部分可采用单极性电源(5 V)或者双极性电源(±2．5 V)供电，数字部分电源电压为2．7～5．25 V。当模拟部分采用单极性供电时，其输入模拟信号的电压范围为0～5．25 V；当模拟部分采用双极性供电时，其允许输入信号的范围为-2．5～2．5 V，是真正的双极性输入。
ADS1258有固定通道输人和自动通道扫描输入两种工作模式。模／数转换时，既可使用片内参考电压，也可外加高精度参考电压源。转换时钟既可由片内时钟发生器提供，也可由片外时钟电路或者时钟源提供。ADS1258的串行接口与SPI兼容，便于与外部处理器进行通信。同时，ADS1258内部的监控电路简化了对芯片供电电压、工作温度及参考电压的检测，通过读取系统参数寄存器即可获取这些信息。
ADS1258片内有10个独立寄存器，其中9个可供用户使用，通过对这些寄存器进行设置来控制其工作过程，其主要寄存器如表1所列。

表1中，CONFIGO、CONFIG1是结构寄存器，用来设置工作模式、输入方式、转换数据的输出格式、开关切换时延、转换速率等。CONFIG0寄存器中，SPIRST位用于设置SCLK引脚空闲256个或4 096个时钟周期时，SPI接口复位；MUXMOD位选择ADS1258工作于固定通道模式还是自动扫描模式；BYPAS位选择待转换的电压信号通过芯片转换器输出的内部直连，还是外部缓冲方式送到ADC模块；CLKENB位、CHOP位与STAT位，分别用于确定时钟信号输出、滤波器斩波功能与状态字节输出是否使能。
CONFIG1寄存器中，IDLMOD位用于选择芯片空闲时处于等待模式还是休眠模式；DLY2～DLY0位的不同组合用于选择切换到新通道后，转换开始前的延迟周期数；DRATE1～DRATE0位的不同组合可以选择4种采样转换率。
MUXSCH寄存器用于固定通道模式下ADC模块正负端口输入通道的选择。MUXDIF寄存器、MUXSG0寄存器与MUXSG1寄存器，用于自动扫描模式下差分输入通道和单端输入通道的选择。
另外，SYSRED寄存器用于确定器件增益、基准参考电压、芯片温度、供电电压及零位漂移电压等参数是否加入被测序列；GPIOC寄存器选择8位通用输入／输出引脚GPIO7～GPIO0用作输出还是输入；而GPIOD寄存器则反映了当前引脚的状态值；ID寄存器中存储厂家设定的芯片信息，只可读。