51单片机的心电信号采集处理系统+电路图+封装图(11)
3.7.2 USB模块电路设计
在本设计中，我们使用了两个部分的电路来完成这一模块，分别是USB部分和电平转换部分，USB模块的作用是数据传输，用于单片机与心电信号采集模块的通讯，而电平转换模块的主要作用是在为单片机写入程序的通讯接口，其中USB部分的电路原理图如图3.0所示。
图3.0 USB部分电路原理图
电平转换部分的电路图如图3.1所示。
图3.1 电平转换部分电路原理图
在编写USB部分的单片机程序时，需要注意以下这些事项：
（1）单片机的中断应设置为电平触发，在中断之后，一定要读上次传输状态寄存器，以清除中断寄存器中的中断标志，这样，PDIUSBD12的中断输出才能变回高电平，这一点非常重要；
（2）在接收到Setup包后，一定要调用ACK setup命令，重新使能端口0；
（3）在向IN端点写完数据后，一定调用Validate Buffer，指明缓冲区中的数据有效，可以发送到主机；
（4）当读完数据后，一定调用Clear Buffer，以保证可以接收新的包；
（5）可以通过调用 Read Chip ID检查PDIUSBD12 是否工作该，命令要读两个字节数据。
4. 电路仿真软件的应用及调试分析
4.1 Multisim仿真软件简介
Multisim是美国国家仪器（National Instruments，简称NI）有限公司推出的一款以Windows为基础的仿真工具，它的前身是EWB（Electrical Workbench），是加拿大图像交互技术公司（Interactive Image Technoligics，简称IIT公司）推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于电路板级的模拟及数字电路板的设计与仿真工作[10]。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言的输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
工程师们可以使用Multisim软件交互式地搭建电路原理图，并对电路进行仿真。Multisim提炼了SPICE仿真的复杂内容，这样工程师无需懂得深入的SPICE技术就可以很快地进行捕获、仿真和分析新的设计，这也使其更适合电子学教育。通过Multisim和虚拟仪器技术，PCB设计工程师和电子学教育工作者可以完成从理论到原理图捕获与仿真再到原型设计和测试这样一个完整的综合设计流程。
Multisim是一种功能比较强大的电子电路仿真软件，利用Multisim软件可以使设计与仿真同步，一边设计一边实践，修改调试也比较方便；仿真实验中又不消耗实际的元器件和损伤测试仪器，试验成本极低，试验速度极快；仿真试验成功的电路可以直接在产品中使用[11]。
在本设计中，我们主要使用Multisim软件进行了电路原理图的绘制及部分仿真工作，在开始的心电采集部分电路原理图中，因为心电信号是没有办法仿真的，所以我们大致模拟了部分的信号，例如心电信号其实就是微弱的信号差，所以我们给输入以很小的电压信号差，观察放大倍数及输出的电压信号，以确定电路原理图的正确性，通过仿真的结果虽然与实际电路有一定的误差，但是大致能判断出原理图的正确性，首先经过初步的仿真测试，然后再用实际的放大器进行测试，可以得到预想的输出结果，证明电路原理图正确。
4.2 Altium Designer电路软件简介
Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一款一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows 操作系统，它辅助设计印制电路板是应用最为广泛的工具之一[12]。这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。
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