Page 77 - 《中国医疗器械杂志》2025年第6期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2025年 第49卷 第6期

设 计 与 制 造

ADS1299通过SPI接口与电刺激主控模块连 组成，包括帧头、命令、通道号、参数、校验位和
接。程序先初始化SPI接口，后通过主控模块用 帧尾，下位机接收到上位机命令后需应答。上位机
双字节指令配置ADS1299。初始化时读取芯片ID 软件界面如图8所示。
判断是否初始化成功。若成功，则设置采样率为
开始
250 Hz，各通道PGA增益设置为24，启用驱动放大
电路并设为连续采样模式。主控模块通过中断引脚 系统初始化
接收ADS1299发送的下降沿信号触发数据接收，数
ENS001初始化
据经过处理打包后经蓝牙发至上位机显示波形。
否
ADS1299驱动流程如图5所示。 接收上位机指令

是

开始
脉冲(pulse)模式 爆发(burst)模式 变频(sweep)模式 时间干涉(TI)模式
系统初始化
幅度、脉宽、 幅度、脉宽调节 幅度、频率调节
频率调节
ADS1299初始化 电极脱落检测
以中断次数
否 判断是否调节频率 否
4 ms定时中断一次 蓝牙发送
是
是 启动波形发生器
输出刺激电流
通过SPI读取27 接收上位机结束 否
字节数据 采集指令
结束
是
否 接收上位机 是 图6 电刺激驱动流程
采集指令 结束 Fig.6 Electrical stimulation driver flowchart

开始
图5 ADS1299驱动流程
Fig.5 Driver flowchart of ADS1299

上位机系统初始化
电刺激驱动程序涵盖刺激波形、模式选择及
参数设置。程序根据蓝牙收到的指令或者按键中 蓝牙串口设置
断操作指令来执行相应功能。波形通过波形寄存
否
器配置，每个波形半个周期有64个数据点（地址 蓝牙是否连接成功
0~63），用户可写入电流幅值（范围0~255）来实 是
发送指令
现方波、三角波和正弦波等。利用ADS1299每
4 ms的中断信号，计数中断次数以控制波形驱动 发送命令 发送命令 发送命令 发送命令 发送命令
器使能信号，进而控制波形生成。最后，通过寄 0x30 0x40 0x50 10 0x51 20 0x52 30
存器设置刺激电流幅度、脉宽、频率等参数，完 采集脑电 波形模式 刺激强度 刺激脉宽 刺激频率调
信号 选择 调节 调节 节
成整个刺激过程的配置。电刺激驱动流程如图6
接收蓝牙串口数据 接收下位机应答
所示。
3.2 上位机程序设计 处理数据 否
上位机软件设计基于LabVIEW平台，采用数
上位机界面显示 在线存储 是否收到应答信号
据流和可视化编程方式实现，主要功能包括设备的
蓝牙连接、刺激参数的设置、脑电波形的实时显示 是
否
和数据存储4个部分。上位机处理流程如图7所示。 是否采集结束
上位机与刺激器通信时需匹配通信属性。采集 是
发送结束采集命令0x21 参数调整成功
的脑电数据以单数据包传输，每包由36个字节组
成，依次为帧头、数据长度、脑电数据、校验位和 结束
帧尾。上位机接收数据后，按通信协议进行校验、
图7 上位机处理流程
解析、绘图和存储。刺激参数下发命令由9个字节 Fig.7 Upper computer processing flowchart

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