病人多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀能為醫(yī)學(xué)臨床診斷提供重要的病人信息，通過各種功能模塊，可實(shí)時(shí)檢測人體的心電信號、心率、血氧飽和度、血壓、呼吸頻率和體溫等重要參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對各參數(shù)的監(jiān)督報(bào)警。信息存儲(chǔ)和傳輸，是一種監(jiān)護(hù)病人的重要設(shè)備。

硬件設(shè)計(jì)

（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，能夠正確無誤地保存所有數(shù)據(jù)，保存時(shí)間長達(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

為了對心電波形、脈搏波形及其它生理參數(shù)進(jìn)行顯示，而且對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)簡單，軟件編程方便。

病人多參數(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，通過對其引腳的編程，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關(guān)。

通過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發(fā)設(shè)計(jì)方法。本系統(tǒng)采用C96語言進(jìn)行軟件系統(tǒng)開發(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語言對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。通過對子函數(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)。