Diseño de hardware de monitor multiparamétrico
(1) El sistema utiliza EEPROM 28C64 como memoria de programa; una memoria estática no volátil (NASRAM) se utiliza como memoria de datos. NASRAM tiene las ventajas de la memoria estática y no es volátil. La característica de no volatilidad significa que el chip de memoria puede guardar con precisión todos los datos durante hasta 10 años cuando se corta la energía. Utilizando la naturaleza no volátil del chip, se puede lograr la protección de datos en caso de apagado sin proporcionar una fuente de alimentación de respaldo para el chip.
(2) Módulo de visualización de cristal líquido
Para mostrar formas de onda de ECG, formas de onda de pulso y otros parámetros fisiológicos con resolución suficiente para la visualización de formas de onda, el sistema utiliza una pantalla LCD gráfica. Para reducir el tamaño del instrumento y lograr los requisitos de bajo costo y bajo consumo de energía del sistema, se seleccionó una pantalla LCD monocromática, que es particularmente adecuada para monitores portátiles.
La pantalla es una pantalla LCD Hitachi LMG70520XNGR con un número de matriz de puntos de 640 × 200 y un tamaño de punto de 0,22 × 0,30. Su fuente de alimentación es de 5 V y -20 ~ -21 V. Consume solo 8 mW. y puede cumplir con los requisitos de este sistema.
Para controlar la visualización de esta pantalla, seleccionamos el controlador de visualización SED1330 adecuado para esta pantalla. Este chip se utiliza para instrucciones y datos de computadora y genera el tiempo y los datos correspondientes para controlar la visualización de la pantalla LCD. El controlador tiene su propia RAM, administra el búfer de visualización por sí mismo y transmite datos de 8 bits en paralelo con la CPU y datos de 4 bits en paralelo con la pantalla.
(3) Módulo de entrada de teclado
Las teclas de función diseñadas por el sistema adoptan el modo de interrupción para la entrada. Cuando se presiona cualquier tecla de función, se genera una interrupción del teclado y la CPU ejecuta el programa de interrupción, lee el código de la tecla y realiza la operación correspondiente cuando no se presiona ninguna tecla, el tiempo de ejecución de la CPU no está ocupado, lo que mejora la CPU; eficiencia operativa.
El teclado utiliza dos piezas de 74LS373 para formar un teclado de codificación de software matricial, y la parte del teclado se cuelga directamente en el bus del microcontrolador 1. No ocupa la línea del puerto de E/S del microcontrolador y no necesita expandir el puerto de E/S del sistema para este propósito, lo que puede reducir el consumo de energía del sistema.
Al asignar la dirección de E/S correspondiente al teclado, se puede obtener el código de tecla leyendo y escribiendo la dirección. La implementación del hardware es sencilla y la programación del software es cómoda.
(4) El sistema de energía se basa en consideraciones de bajo consumo de energía y portabilidad. El sistema adopta una fuente de alimentación de batería y un dispositivo de conversión AC-DC externo. El diseño funciona con tres baterías de 1,5 V. Este voltaje proporciona un voltaje de 5 V para el funcionamiento del sistema a través del dispositivo estabilizador de voltaje. Al mismo tiempo, se utiliza un convertidor de voltaje CC-CC para convertir el voltaje de 5 V a voltaje de -18 ~ -24 V para proporcionar funcionamiento a la pantalla LCD.
La elección de las baterías como fuente de energía se basa en las siguientes consideraciones: alta capacidad de rendimiento, estructura pequeña, tamaño estándar y precio bajo.
(5) Control de dispositivos periféricos
La señal de selección de chip de cada dispositivo periférico del sistema es generada por la señal de dirección bloqueada por 74LS373 y decodificada por el chip GAL16V8C. El chip GAL es una matriz lógica programable. Al programar sus pines, se puede utilizar como decodificador para realizar la selección de chip en función de la dirección de 8 bits de alto byte del puerto P4. Es fácil de programar y flexible de usar. Además de usarse como decodificador, el sistema también se usa como interruptor para controlar la bomba de aire y la válvula de aire en el microcontrolador 2.
Si el grupo ha sido asignado a la dirección del puerto de E/S de la bomba de aire o de la válvula de aire, escriba "0" o "1", entonces los pines de salida OUT1 y OUT2 estarán bajos o altos. Este nivel permanecerá hasta que se escriba "1" o "0" nuevamente en la misma dirección. De esta manera, la bomba de aire o el interruptor de la válvula de aire se pueden controlar regularmente.