郭 栋，张文超

（杭州电子科技大学电子信息学院，浙江 杭州 310018）

21世纪，生命科学技术有了长足进步和发展，生物医学研究领域也有了突飞猛进的变化。生物医学工程科研、临床检查等过程中需要采集的信号愈来愈多样化，对采样结果的精确性要求也越来越高。为了满足这一需求，开发一款多通道、高速率、高精度的生理信号采集系统显得尤为重要。

通用串行总线USB（Universal Serial Bus）因其传输速率高，即插即用和易于扩展等优点被广泛应用。基于ARM Cortex-M3内核的STM32嵌入式处理器因其低成本和强大性能被广泛应用于汽车系统、家庭网络、无线技术等各个领域[1]。将ARM与USB结合起来并配合不同传感器、前端信号采集电路和信号调理电路，就能够很好地完成生理信号的采集、调理、传输和处理等任务，是一种较为理想的生理信号采集系统设计方案。

鉴于本设计目的是设计一种相对通用的生理信号采集系统，将其与各种传感器和信号集电路配合就可完成各种各样的生理信号采集任务。也因篇幅限，故将具体传感器部分略去，而重点阐述后面的信号采集、调理和上、下位机的软硬件框架结构与USB通信的实现方法上。

1 系统原理及框图

系统选用增强型系列处理器STM32F103ZET6，工作频率可高达72MHZ，带有片内RAM和标准USB2.0接口，多达16路通道A/D转换器等丰富外设，其中处理器集成的双ADC结构允许双通道采样/保持（为实时同步数据采集提供了坚实的基础），能够实现12位转换精度，转换周期最短为1μs。由于选用的STM32F103系列处理器集成度非常高，所以开发的系统可靠性较高。……