(1)系統采用EEPROM 28C64作為程序存儲器;采用一片非易失性靜態(tài)存儲器(NASRAM)作為數據存儲器。NASRAM具有靜態(tài)存儲器的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具有非易失性的特點(diǎn)。非易失性的特點(diǎn)是指存儲芯片在掉電的情況下,能夠正確無(wú)誤地保存所有數據,保存時(shí)間長(cháng)達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)現掉電數據保護。
(2)液晶顯示模塊
為了對心電波形、脈搏波形及其它生理參數進(jìn)行顯示,而且對波形顯示具有足夠的分辨率,為此系統采用圖形液晶顯示屏。為了減少儀器的體積,實(shí)現系統低成本,功耗小的要求,選用了特別適用于便攜式監護儀的單色LCD顯示屏。
該顯示屏為日立LMG70520XNGR液晶顯示屏,點(diǎn)陣數為640×200,點(diǎn)尺寸為0.22×0.30,其驅動(dòng)電源為+5V和-20~-21V,耗電僅8mW,能滿(mǎn)足本系統的要求。
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。該芯片是用于計算機的指令與數據,并產(chǎn)生相應的時(shí)序及數據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,與CPU之間通過(guò)8位數據并行傳輸,與顯示屏之間是4位數據并行傳輸。
(3)鍵盤(pán)輸入模塊
系統設計的功能鍵采用中斷方式輸入。當有任一功能鍵按下時(shí),產(chǎn)生鍵盤(pán)中斷,CPU執行中斷程序,讀取鍵碼,執行相應操作;沒(méi)有鍵按下時(shí),不占用CPU的運行時(shí)間,提高了CPU的運行效率。
鍵盤(pán)采用兩片74LS373構成矩陣軟件編碼鍵盤(pán),鍵盤(pán)部分直接掛在單片機1的總線(xiàn)上。不占用單片機I/O口線(xiàn),也不必為此擴展系統I/O口,可減少系統消耗功率。
通過(guò)為鍵盤(pán)分配相應的I/O地址,可采用讀寫(xiě)該地址的方式獲得鍵碼。硬件實(shí)現簡(jiǎn)單,軟件編程方便。
多參數監護儀
(4)電源系統基于低功耗和便于攜帶使用的考慮,系統采用電池供電及外接AC-DC變換器件供電的方式。設計采用三節1.5V電池供電。該電壓通過(guò)穩壓器件提供+5V的電壓給系統工作。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、小型結構、標準尺寸和格。
(5)外圍器件控制
系統各外圍器件的片選信號由74LS373鎖存的地址信號,經(jīng)芯片GAL16V8C譯碼產(chǎn)生。GAL芯片是可編程邏輯陣列,通過(guò)對其引腳的編程,將其作為譯碼器,依據P4口高字節8位地址進(jìn)行片選,其編程方便,使用靈活。系統除用作譯碼器外,在單片機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(xiě)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(xiě)“1"或“0",如此,可定時(shí)控制氣泵或氣閥開(kāi)關(guān)。
軟件設計
系統軟件的主要特點(diǎn)是,以實(shí)時(shí)數據為核心,以功能獨立化、結構模塊化為軟件設計模式。系統開(kāi)發(fā)采用了結構化的,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)設計方法。本系統采用C96語(yǔ)言進(jìn)行軟件系統開(kāi)發(fā)。
數據采集
數據采集到整個(gè)系統重要的問(wèn)題。如何實(shí)現數據采集,保證數據采集的實(shí)時(shí)性,并且能高效率地進(jìn)行數據采集,盡可能少的時(shí)間占用少的系統資源,對于多參數同時(shí)監護的情況下,是確保系統處理的實(shí)時(shí)性的重要因素。
在軟件設計中,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)的數據采集流程設計。由于人體生理信號的變化較緩慢,采用此種方法已經(jīng)可以確保高精度、實(shí)時(shí)性的數據采集。
液晶顯示
系統顯示功能的實(shí)現,實(shí)際上是對顯示控制器SED1330的編程控制。SED1330控制器具有系統控制、顯示操作、繪制操作、存儲操作等共15條指令。
在進(jìn)行系統顯示模塊的編程時(shí),我們利用C96語(yǔ)言對SED1330的指令功能進(jìn)行分類(lèi)組合、封裝,編制了一個(gè)基本的顯示控制圖函數庫。通過(guò)對子函數的調用,非常方便地實(shí)現了復雜的人機界面程序設計。