中级
30 分钟

通过使用INA114和PIC18F45K50创建简单的脑活动监测器

捕捉您大脑的每一个波动

EEG Click with EasyPIC v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

EEG Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F45K50

揭开脑电波的秘密,使用我们的尖端EEG技术。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

EEG Click基于INA114,这是一款由Burr Brown®(德州仪器旗下专注于高性能模拟和混合信号IC的部门)生产的精密仪器放大器(IA)。该IC提供低噪声、激光修剪的偏移电压和良好的共模抑制比。它使用单个电阻来设置增益,增益可以轻松设置高达10,000倍。在此Click板上,INA114 IA的增益设置约为12倍。此外,信号的进一步放大和滤波由Microchip的四通道运算放大器MCP609完成,因此最终增益因子约为7800倍。如此高的放大倍数对于放大大脑活动期间产生的微弱电压是必要的。为了微调放大

倍数,一个多圈精密电位器允许设置中间放大阶段的增益在10到100倍之间。由于“脑波”可以是正的也可以是负的,EEG Click使用虚拟接地,电位为2.048V。这也有助于减少来自公共接地的噪声,提高读数的质量。放大的脑活动信号可在mikroBUS™的AN引脚上获得,允许主机MCU进行采样。EEG测量应理想地在电气隔离的房间中进行,因为任何电磁干扰(EMI)都可能破坏测量数据。然而,INA114提供了一些EMI保护,因为它具有出色的共模抑制比(CMRR),允许它成功地取消大部分感应干扰。此Click板

使用3电极设置,可以通过Click板上的3.5mm插孔连接。尽管使用镀银氯电极可以获得最佳效果,但任何电极都可以使用。EEG使用DRL电极放置方案:两个电极放置在耳后,第三个电极放置在前额。DRL电极(在前额)有助于消除公共电压,而另外两个电极连接到INA114 IA的差分输入。完整的信号路径很好地保护了电压尖峰和瞬变,这些可能由于人体接触产生的静电放电(ESD)而出现,因此有一组ESD抑制二极管和TVS二极管,防止敏感的IA和运算放大器在其输出端被ESD事件损坏。

EEG Click hardware overview image

功能概述

开发板

EasyPIC v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器,来自Microchip,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次集成的调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,EasyPIC v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能访问。

EasyPIC v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了先进的集成CODEGRIP程 序/调试模块,该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外,该板还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB DEVICE和CAN也包括在内,包括 广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项(图形和

基于字符的LCD)和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

EasyPIC v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

PIC18F45K50

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

32

硅供应商

Microchip

引脚数

40

RAM (字节)

2048

你完善了我!

配件

3线ECG/EMG电缆配有方便的3.5mm电话插孔,专为心电图记录而设计。该1米电缆是医疗专业人员和爱好者的实用伴侣。为搭配此电缆,您还可以使用一次性粘性ECG/EMG电极,尺寸为48x34mm,每个电极都配有ECG/EMG电缆插针适配器。这些电极与我们的ECG/EMG电缆配对时,确保无缝体验,并保证可靠的ECG/EMG信号传输,用于全面的心脏监测。信赖此配置的准确性和便利性,轻松自信地记录心电图和肌电图。

EEG Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Analog Output
RA2
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

EEG Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以EasyPIC v8作为您的开发板开始。

EasyPIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
MCU DIP 40 hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
EasyPIC v8 Access DIPMB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto DIP image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含EEG Click驱动程序的 API。

关键功能:

  • eeg_read_an_pin_value - 该函数读取AN引脚的AD转换结果

  • eeg_read_an_pin_voltage - 该函数读取AN引脚的AD转换结果并将其转换为相应的电压水平

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief EEG Click Example.
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of EEG Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes Click board.
 *
 * ## Application Task
 * Reads ADC value and sends results on serial plotter every 5 ms.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "eeg.h"

static eeg_t eeg;   /**< EEG Click driver object. */
static log_t logger;    /**< Logger object. */
uint32_t time = 0;

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    eeg_cfg_t eeg_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );
    log_printf( &logger, " ----------------------------------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "                ***EEG click***               \r\n" );
    log_printf( &logger, "----------------------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
    
    // Click initialization.
    eeg_cfg_setup( &eeg_cfg );
    EEG_MAP_MIKROBUS( eeg_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( ADC_ERROR == eeg_init( &eeg, &eeg_cfg ) ){
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint16_t eeg_an_value = 0;
        
    if ( eeg_read_an_pin_value( &eeg, &eeg_an_value ) != ADC_ERROR ) {
        log_printf( &logger, " %u,%lu\r\n", eeg_an_value, time );
        Delay_ms( 5 );
        time += 5;
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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