儀器簡介
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。
系統通過信号檢測與預處理模塊将生物醫學信号轉換成電信号，并進行幹擾抑制、信号濾波和放大等預處理。然後，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，結果與設定阈值比較，進行監督報警，将結果數據實時存儲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
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、脈搏脈形的信号檢測、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，隻需在軟件編程時，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态存儲器（NASRAM）作為數據存儲器。NASRAM具有靜态存儲器的優點，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，能夠正确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，選用了特别适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，我們選取了适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，并産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，産生鍵盤中斷，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，鍵盤部分直接挂在單片機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、标準尺寸和低價格。
（5）外圍器件控制
系統各外圍器件的片選信号由74LS373鎖存的地址信号，經芯片GAL16V8C譯碼産生。GAL芯片是可編程邏輯陣列，通過對其引腳的編程，将其作為譯碼器，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。該電平将保持，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。
系統軟件設計
系統軟件的主要特點是，以實時數據為核心，以功能獨立化、結構模塊化為軟件設計模式。系統開發采
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發設計方法。本系統采用C96語言進行軟件系統開發。
（1）數據采集程序
數據采集到整個系統最重要的問題。如何實現數據采集，保證數據采集的實時性，并且能高效率地進行數據采集，盡可能少的時間占用少的系統資源，對于多參數同時監護的情況下，是确保系統處理的實時性的重要因素。
在軟件設計中，我們利用硬件定時器及軟件定時器，進行定時中斷，進行多通道、多采樣點的數據采集流程設計。由于人體生理信号的變化較緩慢，采用此種方法已經可以确保高精度、實時性的數據采集。
（2）液晶顯示控制
系統顯示功能的實現，實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。
在進行系統顯示模塊的編程時，我們利用C96語言對SED1330的指令功能進行分類組合、封裝，編制了一個基本的顯示控制圖函數庫。通過對子函數的調用，非常方便地實現了複雜的人機界面程序設計。
（3）中斷系統的應用
本系統功能的實現，主要由中斷程序程序實現。如采用鍵盤輸入中斷、數據采集中斷、雙機通信、上下位機間的通信等中斷服務。中斷服務在整個系統軟件中起着不可缺少的作用。
本系統還利用PC機功能強，處理信息量大的特點，把監護儀采集到的數據通過RS-232串行口傳送到PC機。由PC機進行數據的存儲和數據的進一步處理，并采用各種圖表等形式顯示參數、趨勢圖畫面，為操作者提供了非常友好的軟件界面
