多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀主要由監(jiān)護(hù)儀主機(jī)、心電電纜,、血壓袖套,、脈搏氧飽和度探頭、溫度探頭組成,。供患者的心電,、無(wú)創(chuàng)血壓、脈搏,、血氧飽和度,、體溫、呼吸指數(shù)監(jiān)測(cè)用,。
(1)系統(tǒng)采用EEPROM 28C64作為程序存儲(chǔ)器;采用一片非易失性靜態(tài)存儲(chǔ)器(NASRAM)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,。NASRAM具有靜態(tài)存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn),,同時(shí)具有非易失性的特點(diǎn)。非易失性的特點(diǎn)是指存儲(chǔ)芯片在掉電的情況下,,能夠正確無(wú)誤地保存所有數(shù)據(jù),,保存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10年。采用芯片的非易失性的特點(diǎn)可以不用為此芯片提供掉電備用電源,,即可實(shí)現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保護(hù),。
(2)液晶顯示模塊
為了對(duì)心電波形、脈搏波形及其它生理參數(shù)進(jìn)行顯示,,而且對(duì)波形顯示具有足夠的分辨率,,為此系統(tǒng)采用圖形液晶顯示屏。為了減少儀器的體積,,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低成本,,功耗小的要求,選用了特別適用于便攜式監(jiān)護(hù)儀的單色LCD顯示屏,。
該顯示屏為日立LMG70520XNGR液晶顯示屏,,點(diǎn)陣數(shù)為640×200,點(diǎn)尺寸為0.22×0.30,,其驅(qū)動(dòng)電源為+5V和-20~-21V,耗電僅8mW,,能滿足本系統(tǒng)的要求。
為控制該顯示屏的顯示,,我們選取了適用于該顯示屏的顯示控制器SED1330,。該芯片是用于計(jì)算機(jī)的指令與數(shù)據(jù),并產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)序及數(shù)據(jù)控制液晶顯示屏的顯示,。該控制器自帶RAM,,自行管理顯示緩沖區(qū),與CPU之間通過(guò)8位數(shù)據(jù)并行傳輸,,與顯示屏之間是4位數(shù)據(jù)并行傳輸,。
(3)鍵盤輸入模塊
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能鍵采用中斷方式輸入。當(dāng)有任一功能鍵按下時(shí),,產(chǎn)生鍵盤中斷,,CPU執(zhí)行中斷程序,讀取鍵碼,,執(zhí)行相應(yīng)操作,;沒(méi)有鍵按下時(shí),不占用CPU的運(yùn)行時(shí)間,提高了CPU的運(yùn)行效率,。
鍵盤采用兩片74LS373構(gòu)成矩陣軟件編碼鍵盤,,鍵盤部分直接掛在單片機(jī)1的總線上。不占用單片機(jī)I/O口線,,也不必為此擴(kuò)展系統(tǒng)I/O口,,可減少系統(tǒng)消耗功率。
通過(guò)為鍵盤分配相應(yīng)的I/O地址,,可采用讀寫該地址的方式獲得鍵碼,。硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,軟件編程方便,。
多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀
(4)電源系統(tǒng)基于低功耗和便于攜帶使用的考慮,,系統(tǒng)采用電池供電及外接AC-DC變換器件供電的方式。設(shè)計(jì)采用三節(jié)1.5V電池供電,。該電壓通過(guò)穩(wěn)壓器件提供+5V的電壓給系統(tǒng)工作,。同時(shí)采用DC-DC電壓變換器+5V的電壓變換至-18~-24V電壓,以提供給LCD顯示屏工作,。
選擇電池作為電源是基于如下考慮:具有高輸出能力,、小型結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)尺寸和格,。
(5)外圍器件控制
系統(tǒng)各外圍器件的片選信號(hào)由74LS373鎖存的地址信號(hào),,經(jīng)芯片GAL16V8C譯碼產(chǎn)生。GAL芯片是可編程邏輯陣列,,通過(guò)對(duì)其引腳的編程,,將其作為譯碼器,依據(jù)P4口高字節(jié)8位地址進(jìn)行片選,,其編程方便,,使用靈活。系統(tǒng)除用作譯碼器外,,在單片機(jī)2中,,還用作控制氣泵和氣閥的開(kāi)關(guān)。
通過(guò)簇已分配給氣泵或氣閥I/O口地址,,寫上“0"或“1",,則輸出引腳OUT1、OUT2為低或高電平,。該電平將保持,,直到再次往同一地址寫“1"或“0",如此,,可定時(shí)控制氣泵或氣閥開(kāi)關(guān)。
軟件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)軟件的主要特點(diǎn)是,以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)為核心,,以功能獨(dú)立化,、結(jié)構(gòu)模塊化為軟件設(shè)計(jì)模式。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用了結(jié)構(gòu)化的,,從上到下的模塊劃分及從底到上的硬件功能封裝的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)方法,。本系統(tǒng)采用C96語(yǔ)言進(jìn)行軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。
數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集到整個(gè)系統(tǒng)重要的問(wèn)題,。如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,,保證數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性,并且能高效率地進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,,盡可能少的時(shí)間占用少的系統(tǒng)資源,,對(duì)于多參數(shù)同時(shí)監(jiān)護(hù)的情況下,是確保系統(tǒng)處理的實(shí)時(shí)性的重要因素,。
在軟件設(shè)計(jì)中,,我們利用硬件定時(shí)器及軟件定時(shí)器,進(jìn)行定時(shí)中斷,,進(jìn)行多通道,、多采樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集流程設(shè)計(jì)。由于人體生理信號(hào)的變化較緩慢,,采用此種方法已經(jīng)可以確保高精度,、實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)采集。
液晶顯示
系統(tǒng)顯示功能的實(shí)現(xiàn),,實(shí)際上是對(duì)顯示控制器SED1330的編程控制,。SED1330控制器具有系統(tǒng)控制、顯示操作,、繪制操作,、存儲(chǔ)操作等共15條指令。
在進(jìn)行系統(tǒng)顯示模塊的編程時(shí),,我們利用C96語(yǔ)言對(duì)SED1330的指令功能進(jìn)行分類組合,、封裝,編制了一個(gè)基本的顯示控制圖函數(shù)庫(kù),。通過(guò)對(duì)子函數(shù)的調(diào)用,,非常方便地實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的人機(jī)界面程序設(shè)計(jì)。