ARM處理器LPC2210在腦血氧監測儀中的應用

探頭脈沖驅動(dòng)電路

腦血氧探頭部分的前置放大電路需要系統提供+5V和-5V電源,同時(shí)燈泡需要提供電壓大約為9V、周期為4s、占空比為1／3的脈沖方波,以實(shí)現760nm和850nm兩個(gè)光源輪流發(fā)光和檢測到響應的背景噪聲。脈沖方波可以由LPC2210的PWM實(shí)現,可是其輸出電壓為3.3V,不足以驅動(dòng)探頭燈泡發(fā)光,因此采用了開(kāi)關(guān)模式電壓轉換器MAX1848,它產(chǎn)生最高至13V的輸出電壓,足以驅動(dòng)小燈泡。通過(guò)燈泡的正向電流與加在CTRL引腳的電壓成正比,將LPC2210的P0.9和P0.8定義成PWM狀態(tài),通過(guò)軟件使其產(chǎn)生上述的脈沖方波,接在CTRL上。當加載在CTRL上的電壓小于100mV時(shí),MAX1848會(huì )進(jìn)入關(guān)斷模式,這樣可以實(shí)現PWM調光功能。探頭與系統電路之間采用了標準的9針接口,方便組裝和拆卸。放大電路如圖6所示。

濾波放大電路

腦電數據采集系統一般處于含有大量電器設備的環(huán)境,通過(guò)腦電檢測裝置導聯(lián)線(xiàn)及人體自身的分布電容,電磁干擾尤其是50Hz工頻干擾極易引人人體。低通濾波是一種常用除工頻干擾的方法,這種處理方法使電路得到簡(jiǎn)化,濾波后的截止頻率約為33Hz。集成運算放大器LM324將濾波后的信號進(jìn)行放大,通過(guò)LPC2210的P0.27和P0.28進(jìn)行A／D轉換得到數字信號,如圖6所示。再根據Lambert-Beer定律,利用軟件進(jìn)行相關(guān)運算,得到腦組織的血氧參數,通過(guò)顯示屏輸出,實(shí)現雙探頭檢測雙側腦組織局部血氧參數的功能。

系統軟件

系統軟件應用ADS1.2集成開(kāi)發(fā)環(huán)境編寫(xiě)和調試,它是ARM公司推出的ARM核微處理器集成開(kāi)發(fā)工具。在μC／OS-II操作系統上,應用C語(yǔ)言編寫(xiě)源程序,使用ADS1.2中的CodeWarriorIDE進(jìn)行操作系統移植、軟件的編譯、連接生成二進(jìn)制代碼。通過(guò)AXD調試器和JTAG進(jìn)行調試,最后固化到系統的FLASH上。

結語(yǔ)

本文介紹了嵌入式腦血氧監護儀的系統電路設計,用于實(shí)現雙路雙側腦組織血氧的參數監測,可通過(guò)串口通訊的方式將監測參數和病人的信息傳輸到PC機進(jìn)行儲存和管理,也可使用以太網(wǎng)接口將信息發(fā)送至遠程終端便于進(jìn)行遠程監控和診斷。在家庭、野外或者戰場(chǎng)監護中有比較廣泛的實(shí)用前景。