am188EM在便攜式心電監(jiān)護儀中的應用
在世界著名的醫(yī)療儀器制造商設計生產(chǎn)的心電監(jiān)護儀中,很多選用的是Motorola公司的MC6800/68000;隨著技術的進步,DSP也成為新選擇。然而,MC6800/68000等微處理器需要較多的外圍控制芯片協(xié)同工作才能發(fā)揮其優(yōu)異的性能,組成系統(tǒng)時結構比較復雜,同時,它需要專用的開發(fā)軟件和開發(fā)工具,這都給開發(fā)應用帶來一定的難度。DSP在大規(guī)模數(shù)據(jù)和事務管理方面性能并不是最佳的,它對外圍器件的要求也較高,同時,也需要專用開發(fā)軟件和開發(fā)工具,這都在一定程度上制約了它在某些方面的應用。
嵌入式處理器從一定程度上克服了上述缺陷,使我們在使用處理器時又多了一種選擇,在設計便攜式心電監(jiān)護儀時我們選用了AMD公司的am188EM處理器。
am188EM的主要特點：
(1) 與Intel公司的x86系列處理器在指令上完全兼容,可以借助于Microsoft公司的宏匯編工具MASM或其它編程語言在PC機上很方便地開發(fā)應用軟件。
(2) 可選擇16MHz、25MHz、33MHz、40MHz的工作頻率,鎖相環(huán)(PLL)倍頻技術的應用和優(yōu)化的指令處理過程使處理器運行速度成倍提高。
(3) 處理器片內(nèi)集成一個全雙工的同步串行通信口和一個全雙工的異步通信口,同步串口可同時連接兩個外設,異步串口與RS-232通信口標準兼容。
(4)處理器片內(nèi)集成一個中斷控制器,與標準的中斷控制器8259完全兼容,單獨工作時可管理5個外部中斷源,也可以與外部標準的中斷控制器8259級聯(lián),管理更多的中斷源。
圖1為系統(tǒng)組成框圖。人體心電信號通過導線輸入到模擬部分,在模擬部分放大、A/D轉(zhuǎn)換后經(jīng)光電耦合電路輸出到數(shù)據(jù)采集部分。數(shù)字化的心電信號在數(shù)據(jù)采集部分經(jīng)過預處理后被am188EM讀取,am188EM對心電數(shù)據(jù)作出分析、計算,一方面輸送到顯示控制部分去顯示,另一方面送往數(shù)據(jù)資料存儲管理部分保存,如果發(fā)現(xiàn)異常信號,通過顯示器和聲光報警電路發(fā)出報警。通過通信口,am188EM可以與計算機通信,也可以用普通串行打印機打印監(jiān)護報告。
模擬部分主要完成心電信號的擷取、放大、A/D轉(zhuǎn)換、光電耦合等功能,如圖2所示。由于人體皮膚的阻抗很大,心電信號又很微弱,再加上周圍環(huán)境的電磁噪聲很強,心電信號預放大電路使用了高輸入阻抗、高共模抑制比、低噪聲的儀表運算放大器INA128,以利于采集人體微弱的心電信號;預放大的心電信號通過壓控增益放大器作必要的增益調(diào)整后,再經(jīng)電平調(diào)整,輸出到串行ADC進行A/D轉(zhuǎn)換,之后心電數(shù)據(jù)通過光電耦合輸出到數(shù)據(jù)采集部分作進一步處理。
am188EM對心電放大器增益的控制主要通過它的同步串行通信口進行。am188EM通過此口輸出串行的控制數(shù)據(jù),光電耦合后經(jīng)串行DAC轉(zhuǎn)換成壓控增益放大器的控制電壓,從而調(diào)整整個心電放大器的增益。出于對患者安全的考慮,在模擬部分采用浮地技術,系統(tǒng)電源通過隔離D
