前言

　　多參數重量監護儀能為醫學臨床診斷提供重要的病人信息，可實時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，實現對各參數的監督報警。信息存儲和傳輸，是一種監護病人的重要設備，但目前國內的監護儀一般功能單一，多為 CRT顯示，體積較大，移動不方便，存在著不足。

　　該便攜式微電腦參數生理監護儀，檢測參數多，設計緊湊，體積小巧，攜帶方便，既可用于病房，也可用于室外，可以定時、連續、長時間地檢測病人的重要生命特征參數，它在保障病人的生命安全方面具有重要的臨床使用價值。

　　工作原理

　　1. 系統工作原理

　　便攜式微電腦多參數生理監護儀的主機由兩個16位微控制器80C196組成。

　　系統通過信號檢測與預處理模塊將生物醫學信號轉換成電信號，并進行干擾抑制、信號濾波和放大等預處理。然后，通過數據提取與處理模塊進行采樣、量化，并對各參數進行計算分析，結果與設定閾值比較，進行監督報警，將結果數據實時存儲到RAM，并可實時傳送至PC機上，在PC機上可實時顯示各參數值。

　　2. 系統結構

　　系統原理框圖如圖1所示。該監護儀由兩個單片機組成雙CPU系統。

　　單片機1完成對體溫、心電波形、脈搏脈形的信號檢測、處理、數據存儲，并通過LCD顯示屏對各波形、參數進行定時顯示、報警。

　　單片機2承擔其中耗時較長的血壓測量及血氧飽和度的檢測，使之不影響整個系統的正常工作，同時還承擔對心率、呼吸頻率的測定。

　　兩個單片機間的信息交換通過1個8位的并行口進行，由2根I/O口實現通信控制。具體是用P1口，配合兩個高速輸入、輸出I/O口（HIS.0、 HSO.0），用作兩個單片機之間的數據傳送。這種雙機間的連續方式屬于松耦合的多處理機系統（參考文獻8），在硬件實現上較為簡單，只需在軟件編程時，為其通信方式設計必要的通信協議、數據傳輸方式等。

　　3.系統硬件設計

　　（1）系統采用EEPROM 28C64作為程序存儲器；采用一片非易失性靜態存儲器（NASRAM）作為數據存儲器。NASRAM具有靜態存儲器的優點，同時具有非易失性的特點。非易失性的特點是指存儲芯片在掉電的情況下，能夠正確無誤地保存所有數據，保存時間長達10年。采用芯片的非易失性的特點可以不用為此芯片提供掉電備用電源，即可實現掉電數據保護。

　　（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，點陣數為640×200，點尺寸為0.22×0.30，其驅動電源為+5V和-20～-21V，耗電僅8mW，能滿足本系統的要求。

　　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，并產生相應的時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，產生鍵盤中斷，CPU執行中斷程序，讀取鍵碼，執行相應操作；沒有鍵按下時，不占用CPU的運行時間，提高了CPU的運行效率。

　　鍵盤采用兩片74LS373構成矩陣軟件編碼鍵盤，鍵盤部分直接掛在單片機1的總線上。不占用單片機I/O口線，也不必為此擴展系統I/O口，可減少系統消耗功率。

　　通過為鍵盤分配相應的I/O地址，可采用讀寫該地址的方式獲得鍵碼。硬件實現簡單，軟件編程方便。

　　（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。該電壓通過穩壓器件提供+5V的電壓給系統工作。同時采用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、標準尺寸和低價格。

　　（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，經芯片GAL16V8C譯碼產生。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P4口高字節8位地址進行片選，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關。

　　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，可定時控制氣泵或氣閥開關。