基于ARM嵌入式多参数监护仪设计与实现

基于ARM嵌入式多参数监护仪设计与实现,第1张

  多参数监护仪广泛应用于ICU、CCU、病房、手术室等。目前我国也有自主知识产权的产品,如迈瑞、金科威、金脑人等,但与GE、飞利浦世界先进产品比较,在监测和计算、可靠性、实时性、稳定性、信号变异的处理分析、远程传输等方面都较落后[1]。嵌入式系统把计算机直接嵌入到应用系统之中,它融合了通信技术和半导体微电子技术,是信息技术IT的最终产品[2]。因此将嵌入式系统,网络等技术应用于医用监护仪领域,能使多参数监护仪顺应现代医用监护仪市场缩小体积,提高数据处理能力,远程医疗等方面的要求。

  本文介绍一种基于ARM的实时监护系统,它将32位RISC结构的ARM内核处理器与实时多任务嵌入式系统相结合,并通过嵌入式TCP/IP协议栈为平台添加网络传输功能,构建一个新型的多参数监护仪系统。

  2 系统硬件设计

  医用监护仪具有以下几个方面功能:测量功能、分析功能、报警功能、打印功能、网络通信功能等。六参数模块通过导联端、光手指、袖带获得人体的心电、无创血压、血氧、脉率、呼吸、体温六参数信号,通过串口通信方式与以ARM7为内核的嵌入式处理器相连,数据从串口送到ARM7中 央处理器,通过多任务调度,进行实时数据处理,并在LCD上实时显示各种信号的图形和数值,还可以由外部键盘控制,进行存储和网络发送,并对各种检测信号设置报警线,对超出报警范围的检测情况进行报警。硬件结构图1所示。

  多参数监护仪硬件结构

  图1 多参数监护仪硬件结构图

  3 开发系统软件设计

  3.1 软件开发总体介绍

  3.2 串口的处理

  硬件接口采用标准RS-232C异步串行接口,选用发送 (TXD)、接收(RXD)和地线的三线方式,其它的握手信号直接悬空。要实现六参数模块与S3C44BO之间的串口通信,必须使两者采用相同的数据传输方式,它们通信的数据格式如下;波特率为9600bps, 8位数据位, 1位停止位,无奇偶校验位。

  另外,在I/O端口初始化程序中,定义Uart_Init函数,对串行口各寄存器进行初始化,配置参数时钟和波特率等。在设计中主要进行以下串行口寄存器设置:

  UART线性控制寄存器ULCON1=0x3;

  UART控制寄存器UCON1=0x245;

  UART先进先出控制寄存器UFCON1=0x1;

  UART波特率寄存器UBRDTV,根据公式计算出。

  在串口读入程序中,采用了中断方式,来实现双向数据传输,达到实时控制的目的。串口程序数据接收过程为:调用Uart_Getch()函数读入N个字符,以数组的方式放置在SDRAM中,然后进行数据处理。在lib.C程序中部分源代码如下:

  charUart_Getch()

  {…

  while(! (rUTRSTAT1& 0x1)); //Receive data ready

  return rURXH1;

  …}

  3. 3 LCD显示

  当有新数据需要显示时, LCD显示模块将新的采样数据写入LCD显示存储器中, S3C44BO芯片所支持的LCD控制器在不需要CPU介入的情况下,通过专用DMA自动地将需要显示的数据从显示存储器传送到LCD显示器中。LCD显示器不断地接收数据,就在LCD上显示监测内容。

  3. 3. 1 LCD初始化

  定义Lcd_MonoInit()函数,在LCD的三个控制寄存器中,设置LCD扫描宽度等与硬件时序有关的量:如:使用160×240的黑白单色显示屏, 4-bit单扫描等。在LCD的三个缓冲初始地址寄存器中,主要配置了帧缓冲寄存器BUFFER的起始地址等。

  以上各寄存器基本的配置的源程序如下:

  void Lcd_MonoInit(void) //初始化LCD屏幕

  { //160×240 1bit/1pixelLCD

  #defineMVAL_USED 0

  rLCDCON1=(0) (1《《5) (MVAL_USED《《7) (0x3《《

  8) (0x3《《10) (CLKVAL_MONO《《12);

  //disable, 4B_SNGL_SCAN,WDLY=8clk,WLH=8clk

  rLCDCON2=(LINEVAL) (HOZVAL《《10) (10《《21);

  //LINEBLANK=10(without any calculaTIon)

  rLCDSADDR1= (0x0《《27) (((U32) frameBuffer1》》22)《《

  21 ) M5D((U32)frameBuffer1》》1);

  //monochrome,LCDBANK,LCDBASEU

  rLCDSADDR2=M5D( (((U32)frameBuffer1+(SCR_XSIZE*LCD_

  YSIZE/8))》》1)) (MVAL《《21) (1《《29)

  ;

  rLCDSADDR3=(LCD_XSIZE/16) ((SCR_XSIZE-LCD_XSIZE) /

  16)《《9);

  }

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原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/2581094.html

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