基于USB的便攜式醫療設備數據采集和傳輸系統設計

　引言
　　傳統的醫療設備，特別是便攜式的監護、心電、血壓測量等設備均是采用標準的RS232串行接口進(jìn)行數據的通信與傳輸,已越來(lái)越不能滿(mǎn)足高速據傳輸，高數據存儲以及頻繁的數據采集等要求[1,2]。而USB通訊彌補了這些不足，它有著(zhù)傳輸速度快、可靠性高、易于連接、可熱插拔等許多優(yōu)點(diǎn)?；诖?，本文就介紹了一種基于USB總線(xiàn)接口芯片CH375實(shí)現PC機與便攜式醫療設備醫學(xué)信號的實(shí)時(shí)數據采集和傳輸的方法，并給出了相應的源程序。經(jīng)測試，系統工作穩定可靠。

　　1 CH375芯片簡(jiǎn)介

　CH375 是一個(gè)USB總線(xiàn)的通用接口芯片，支持USB-HOST主機方式和USB-DEVICE/SLAVE 設備方式。在本地端，具有8 位數據總線(xiàn)和讀、寫(xiě)、片選控制線(xiàn)以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片/DSP/MCU/MPU等控制器的系統總線(xiàn)上。CH375 芯片內部集成了 PLL 倍頻器、主從 USB 接口 SIE、數據緩沖區、被動(dòng)并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協(xié)議處理器、通用的固件程序等。

　　CH375 芯片內部具有 7 個(gè)物理端點(diǎn)。端點(diǎn) 0是默認端點(diǎn)，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區各是8B；端點(diǎn)1包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區各是 8B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是81H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是 01H；端點(diǎn)2 包括上傳端點(diǎn)和下傳端點(diǎn)，上傳和下傳緩沖區各是 64B，上傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是 82H，下傳端點(diǎn)的端點(diǎn)號是 02H。主機端點(diǎn)包括輸出端點(diǎn)和輸入端點(diǎn)，輸出和輸入緩沖區各是64B，主機端點(diǎn)與端點(diǎn)2合用同一組緩沖區，主機端點(diǎn)的輸出緩沖區就是端點(diǎn)2的上傳緩沖區，主機端點(diǎn)的輸入緩沖區就是端點(diǎn)2 的下傳緩沖區。本系統就是利用批量端點(diǎn)2來(lái)下傳數據到緩沖區，利用主機端點(diǎn)和端點(diǎn)1來(lái)上傳數據到緩沖區。

　　CH375芯片內置了標準的USB通訊協(xié)議，這就免去了開(kāi)發(fā)人員因編寫(xiě)通訊協(xié)議而耗費的大量時(shí)間，方便了通訊的實(shí)現。尤其是其動(dòng)態(tài)鏈接庫提供的文件級接口，更是方便了數據的讀寫(xiě)。

　　2 系統硬件結構

　　系統的工作過(guò)程是嵌入式醫療設備即下位機(PC104)于DOS狀態(tài)下采集醫療信號送顯示器顯示，然后通過(guò)USB接口送上位機(PC主機)處理，上位機工作在Windows環(huán)境下[3,4]。

　　系統選用帶USB接口的PC104工業(yè)計算機主板，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中通過(guò)電源接口外接5V直流電源，通過(guò)顯示器接口外接顯示器，多功能接口外接鍵盤(pán)。為方便軟件的更新，我們把下位機的工作程序寫(xiě)在優(yōu)盤(pán)，外接于PC104主板的USB接口。