[发明专利]一种基于串行外设接口传输协议的生物电信号采集方法

权利要求书

1.一种基于串行外设接口传输协议的生物电信号采集方法，其特征在于，是利用接口转换模块将SPI通讯协议转换为USB通讯协议，上位机工作在主机模式，生物电信号采集系统中的单片机工作在从机模式；单片机对采集到的生物电信号进行模数转换，存储至数据缓存区；上位机调用驱动程序启动数据传输的需求，单片机在收到请求后判断数据缓存区是否存在有效数据；若有则将有效数据传送给上位机，若没有则将约定格式的无效数据传送给上位机；数据传输请求结束后，单片机重新继续进行模数转换操作；上位机对读取到的数据进行过滤，除去无效数据后即获得有效数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物电信号采集系统包括：依次电连接的采样电极、前置放大单元、光耦隔离单元、单片机，以及为各元器件供电的电源模块；所述单片机具有模数转换模块和SPI接口，并通过SPI接口和接口转换模块连接上位机；其中，

前置放大单元用于放大信号和抬升电平；光耦隔离单元用于对信号进行隔离传输；单片机用于对信号进行模数转换和通过SPI接口传输数据；接口转换模块单元用于将SPI通讯协议转换为USB通讯协议，使得系统能通过USB接口与上位机通讯；电源模块单元用于为各元器件供电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法具体包括：

(1)采样电极获取的生物电信号经过前置放大单元和光耦隔离单元后，接入单片机模拟信号输入引脚；

(2)单片机在运行过程中设置SPI传输中断允许，并循环检测数据缓存区是否被写满；若未被写满，则启动定时器开启模数转换模块进行模数转换，并将转换后的值保存至数据缓存区；

(3)上位机根据用户需求，调用接口转换模块提供的驱动程序，启动基于SPI通讯协议的数据传输；此时，上位机作为SPI传输主机，单片机作为SPI传输从机；

(4)单片机在收到SPI通讯中断请求后，中断响应程序判断将数据缓存区是否有有效数据；若有则将有效数据移出后传送给上位机，若没有则将一个事先约定的无效数据传送给上位机；中断响应结束后回到单片机的主程序，继续判断是否需要启动模数转换；

(5)上位机在收到单片机传送的数据后，逐一判断其有效性，过滤掉无效数据后获得有效数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，单片机从数据缓存区移出有效数据并传送给上位机，以腾出存储空间；通过对单片机的采样频率、缓冲区大小以及数据传输的时间间隔进行合理配置，实现生物电信号的循环动态采集。