论文摘要
医疗仪器是嵌入式开发中最主要应用方向之一,而且其对系统的稳定性和可靠性要求都相当的高,本文涉及的主要内容就是使用单片机构架一套妇科诊断治疗仪器。仪器主要功能有:一、通过人机交互的键盘和LCD显示,完成系统参数设置和患者个人信息的输入,并对诊疗过程实施控制;二、通过步进电机控制设备完成输卵管的检测和通液按摩治疗;三、根据测扩结果,对妊娠率和流产率进行预测,自动打印诊疗结果;四、配合诊疗的进程,自动播放语音提示信息等。硬件结构方面由单片机、人机交互设备和实时测控单元电路组成,以单片机为核心组成并行总线扩展系统。单片机采用大容量,高稳定,安全性的51构架单片机AT89C55WD,该型单片机具有内置的硬件看门狗,20K的程序存储器,可以满足仪器中对安全及存储方面的要求。人机交互部件包括4*4键盘,24064A点阵式LCD显示器、微型打印机和ISD25120语音控制芯片。点阵式液晶可以满足显示出曲线,汉字等图形方面的输出;低噪、快速的热敏微型打印机为数据的长期存档输出提供了最为安全的途径;ISD25120可以输出高保真的语音信息使得人机交互更为友好。实时测控单元包括由压力传感器、高精度仪表放大器和AD转换器构成的信号采集通道和L297/L298控制的步进电机构成的机械驱动通道,信号采集和机械驱动通过MCU中的固件构成反馈通道,保证整个系统在治疗过程中处于可控状态。软件方面主要分为:主流程模块、中断处理模块和设备驱动部分这三大类构成。软件主体设计了若干标志位来构成有限状态机确定当前程序运行的状态,主流程中根据当前的设备运行状态进行调节输出的菜单,键盘操作或者实时监控状态的转化可以影响标志位的状态机。中断的处理也是根据当前状态进行的,例如:外部中断0就兼顾了三个功能:1、获取系统时间;2、控制电机运行;3、控制治疗总体进程。系统中还使用了两个定时器中断,用以配合键盘驱动和语音芯片的驱动。系统中使用的主要设备包括DS12887实时时钟、L297/L298步进电机控制模块、ISD25120语音播放模块,键盘显示模块、AD0804传感器模块等五个主要设备,设备驱动部分主要完成对这些设备的访问。为了保证设备运行的安全,硬件上选用的微控制器带有硬件的看门狗,在程序因外部干扰运行到非法地址时会实施硬件的复位,从而保证系统在任何时间处于可控制状态。