基于MXT8051的便攜式脈搏&心電監測儀

　　引言

　　根據市場(chǎng)研究機構Databeans預測，至2011年醫療電子用半導體產(chǎn)值將超過(guò)40億美元，以家用市場(chǎng)成長(cháng)速度最快，平均年成長(cháng)率高達12%。輔助復健、治療裝置、監視/傳感器與遙測裝置等，成為家用電子醫療市場(chǎng)的大頭。本文提出的方案正是迎合了這一發(fā)展趨勢。本文提出的方案可以實(shí)現脈搏監測、簡(jiǎn)易的三導鏈心電監測功能，使設備的體積減小，便于攜帶。設備基于MXT8051開(kāi)發(fā)，具有低成本，低功耗的特點(diǎn)，適合家庭用戶(hù)使用。

　　總體方案

　　系統以高速高性能單片機MXT8051為核心，接收來(lái)自模擬前端的模擬信號。運用片上運放對模擬信號進(jìn)行放大濾波，然后采用MXT8051片上AD進(jìn)行模數轉化，將模擬信號轉化為數字信號以便單片機進(jìn)一步處理。

　　系統發(fā)揮MXT8051單指令周期的高速特性，對AD轉換的結果進(jìn)行數字信號處理——FIR濾波，以降低信號的噪聲。

　　系統還采用多線(xiàn)程技術(shù)，MXT8051同時(shí)完成鍵盤(pán)掃描、LED驅動(dòng)、高清LCD屏的驅動(dòng)、將數據上傳PC機等工作。系統結構如圖1所示。

　　系統的程序采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，基本工作過(guò)程：主程序完成系統初始化后，進(jìn)入寫(xiě)LCD和計算并顯示當前心率的循環(huán)狀態(tài)。寫(xiě)LCD和計算心率分別有一個(gè)標志位來(lái)控制，當標志位置1時(shí)，往LCD寫(xiě)一幀數據或計算一次心率，并將標志位清零。標志位由AD中斷函數來(lái)置位。主程序流程圖如圖2(a)所示。

　　AD中斷函數讀取采集到的信號數據。因為向LCD寫(xiě)一幀數據的時(shí)間遠遠大于A(yíng)D采樣的時(shí)間間隔，為了均勻濾波運算的工作量，將濾波運算也放到AD中斷函數中進(jìn)行。經(jīng)測量，兩次濾波運算之間的時(shí)間間隔為6.7ms，而進(jìn)行一次濾波運算的時(shí)間為80ms，遠遠小于兩次濾波的時(shí)間間隔，不會(huì )影響中斷函數的運行效率。當采集到32個(gè)數據時(shí)，將LCD標志位置位，中斷結束后，由主程序實(shí)時(shí)顯示采集的數據波形。另外，脈沖的計數和計時(shí)也都在A(yíng)D中斷程序中進(jìn)行，當脈沖計數和計時(shí)達到預設要求時(shí)，心率計算標志位置位，中斷完成后由主程序計算當前心率，中斷函數流程圖如圖2(b)所示。

　　定時(shí)器中斷程序完成按鍵狀態(tài)讀取，當有按鍵按下時(shí)，則進(jìn)行相應的切換。