基于飛思卡爾MC9S08QG4的便攜式自動(dòng)呼吸控制系統

數據由S08QG處理，根據處理得結果通過(guò)控制步進(jìn)電機來(lái)控制氧氣呼吸設備的運轉。

針對不同種類(lèi)步進(jìn)電機的控制軟件是基于不同頻率或壓力流來(lái)進(jìn)行控制的：

不同頻率從時(shí)間脈沖中獲得信息來(lái)控制希望的步數
壓力流控制意味著(zhù)電機能進(jìn)行復雜的運轉步，具有大力矩的運轉步（雙步），改變方向和不改變位置的運轉步（抑制步）
圖3表明了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法通過(guò)S08QG來(lái)實(shí)現步進(jìn)電機控制。

步進(jìn)電機的一個(gè)顯著(zhù)特性是它的最大電流損耗為20mA。電機提供的力矩并不大，最大靜態(tài)力矩是4mNm，最大動(dòng)態(tài)力矩是1.3mNm。但是它的力量足夠運轉標準化的計量器。S08QG MCU的驅動(dòng)電流達到25mA，所以它很合適這種應用。電機被直接連接到MCU的端口A(yíng)或端口B，基于先前的條件，只需要很小的外接電路（見(jiàn)圖1）。系統需要VCC，GND和電機控制信號，不需要附加的外部的電子元件。

氧氣呼吸設備有三個(gè)簡(jiǎn)單的控制手柄，他們控制吸入的氣流和每分鐘的呼吸次數。一個(gè)手柄根據病人的身材和體重控制適當的呼吸。第二個(gè)手柄控制每分鐘所需要的呼吸次數，第三個(gè)手柄控制氧氣流的壓力。在這個(gè)特殊的系統設計中，第二和第三個(gè)手柄是由步進(jìn)電機自動(dòng)控制的。

軟件程序根據由脈搏血氧計通過(guò)SCI接口傳來(lái)的氧氣飽和度計算步進(jìn)電機的運動(dòng)。氧氣飽和度數字也為醫生提供了必要的信息來(lái)進(jìn)行一系列比較，從而得出安全的范圍，如表1所述。

頻率規定了每秒鐘的電機步數，這決定了電機旋轉有多快。電機的物理限制決定了他們的運行頻率。一些電機因為應用于特殊用途，在10Hz到500Hz之間運行，另外一些能夠在kHz的范圍內運行。對于這個(gè)系統，最大頻率是100Hz,但是為了在手術(shù)中更容易被醫生使用，它被設定在50HZ。

結論

自動(dòng)化呼吸控制系統是一個(gè)低成本的對人工呼吸控制的可選方案，它為嬰兒和手術(shù)中的其他病人以最小的人為干預提供了可靠的呼吸機制。這個(gè)概念很簡(jiǎn)單：脈搏血氧計依靠SCI串行接口提供氧氣飽和度數據，系統完成所有其余的工作。它使醫生們能集中精力于病人的護理上，并且它能被用于通用外科手術(shù)，兒科和新生兒護理，甚至于獸醫門(mén)診。