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　　傳統(tǒng)的檢測(cè)儀器大多由硬件電路來完成，不僅功能單一，而且開發(fā)周期長，不易維護(hù)。隨著微電子技術(shù)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器正向組合式、多功能、智能化和微型化方向發(fā)展�，F(xiàn)代數(shù)字部件的快速發(fā)展為醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀提供了強(qiáng)有力的支持，醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器都無一例外地采用了微處理器來增強(qiáng)其功能。廣泛地應(yīng)用微處理器芯片能增強(qiáng)儀器的智能化程度，提高其穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)處理的精確性，使醫(yī)學(xué)信號(hào)的采集、處理、通信一體化，并具有自診斷、自校驗(yàn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。

　　ａｔｍｅｌ公司新推出的ａｔ９０系列ａｖｒ單片機(jī)是很引人注目的一款微處理器。這種芯片基于新的ｒｉｓｃ（ｒｅｄｕｃｅｄ�。椋睿螅簦颍酰悖簦椋铮睢。螅澹簟。悖铮恚穑酰簦澹颍┙Y(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)上采用了流水線的結(jié)構(gòu)，在執(zhí)行前一條指令的時(shí)候，同時(shí)取出下一條指令，它的ｆｌａｓｈ以及強(qiáng)大的外圍接口能力使它成為目前最流行的單片機(jī)之一。

　　本文采用的高性能微處理器芯片ａｔｍｅｇａ１６３，利用結(jié)構(gòu)化、模塊化程序設(shè)計(jì)的思想，實(shí)時(shí)地對(duì)８路人體生理信號(hào)進(jìn)行采樣，對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)行壓縮和優(yōu)化處理，以１１５�。玻埃啊。猓穑蟮乃俾屎蜕衔唬穑銠C(jī)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸。

　　２　硬件構(gòu)成

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　�。幔簦恚澹纾幔保叮呈牵幔簦恚澹旃就瞥龅母邫n系列產(chǎn)品，是基于ａｖｒｒｉｓｃ的低功耗ｃｍｏｓ８位單片機(jī)。在外部晶振為８ｍｈｚ時(shí)，一條指令的執(zhí)行時(shí)間僅為１２５ｎｓ，這種ａｖｒ單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有利于用ｃ語言編程，從而能高效地開發(fā)出目標(biāo)產(chǎn)品。為了對(duì)目標(biāo)代碼大小進(jìn)行優(yōu)化，ａｖｒ單片機(jī)采用了大型快速存取寄存器文件和快速單周期指令。通過在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令，ａｔｍｅｇａ１６３可以取得接近１ｍｉｐｓ／ｍｈｚ的性能。它將３２個(gè)工作寄存器和豐富的指令集聯(lián)結(jié)在一起，使所有的工作寄存器都和ａｌｕ（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃｌｏｇｉｃ　ｕｎｉｔ，計(jì)算機(jī)ｃｐｕ中的算術(shù)邏輯單元）直接相連，允許在１個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行的單條指令同時(shí)訪問２個(gè)獨(dú)立的寄存器。ａｔｍｅｇａ１６３具有１６ｋ字節(jié)的ｆｌａｓｈ存儲(chǔ)器，５１２字節(jié)在線可編程ｅ２ｐｒｏｍ，１０２４字節(jié)ｓｒａｍ，外圍有全雙工ｕａｒｔ串行通訊接口。此外，它還有２個(gè)具有比較模式的可預(yù)分頻的８位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器，１個(gè)可預(yù)分頻，具有比較、捕捉功能的１６位定時(shí)器／計(jì)數(shù)器。

　�。幔簦恚澹纾幔保叮硢纹瑱C(jī)提供了一個(gè)性能良好的１０位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。如圖１所示，ａ口為８路模擬信號(hào)輸入端，如果ａｄ功能禁止，則ａ口是一個(gè)８位雙向ｉ／ｏ口。８路人體生理信號(hào)如心電、心音、頸動(dòng)脈、脈搏、體溫等，經(jīng)過放大、濾波、去噪處理后，分別與ａ口的８個(gè)引腳相連。微處理器采集數(shù)據(jù)時(shí)，通過控制ａｄｍｕｘ寄存器進(jìn)行通道路號(hào)選擇，讀取的數(shù)據(jù)由ｃｐｕ作進(jìn)一步處理。

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　　如圖２所示，與上位ｐｃ機(jī)連接的ｊ１應(yīng)用了ｒｓ－２３２的５條信號(hào)線，其中，ｔｘ為ｐｃ機(jī)的發(fā)送信號(hào)線，ｒｘ為接收信號(hào)線，ｃｇｎｄ為地線。而ｒｔｓ和ｄｔｒ不產(chǎn)生信號(hào)，僅在初始化時(shí)產(chǎn)生高低電平，ｒｔｓ設(shè)為＋１２ｖ，ｄｔｒ設(shè)為－１２ｖ。三極管ｑ１的作用是使信號(hào)反相，并輸出ｒｓ－２３２電平。

　　電氣的安全性，是醫(yī)學(xué)測(cè)量儀必須考慮的問題。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)測(cè)量儀一般采用隔離放大器，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行隔離，這種隔離技術(shù)的不足之處是：（１）必須為不同的模擬信號(hào)采用不同的隔離技術(shù)；（２）采用這種隔離措施會(huì)在信號(hào)線性度、共模抑制以及頻率響應(yīng)等方面引起問題，通常使電路穩(wěn)定性變差，代價(jià)較高，且使電路變得更為復(fù)雜。而選用數(shù)字信號(hào)隔離技術(shù)，則可以克服上述缺陷。

　　光電隔離器６ｎ１３７是把發(fā)光二極管與光敏管組合封裝在一起的器件（見圖２中方框內(nèi)）。由于兩個(gè)部分之間是電氣隔離的，光電隔離器件能圓滿解決信號(hào)隔離與電平匹配的問題。通過這一隔離電路，可使ｐｃ機(jī)系統(tǒng)電源和測(cè)量儀器部分的電源完全隔離開來，從而保證醫(yī)學(xué)儀器的安全性，防止電擊危險(xiǎn)，減小患者漏電流，同時(shí)也減少了計(jì)算機(jī)對(duì)檢測(cè)電路的干擾。

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　　軟件流程圖如圖３所示。軟件部分采用模塊化、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)方法，利用匯編語言編寫，有關(guān)模塊功能如下。

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　　設(shè)置ｓｐ初值，把程序用到的內(nèi)部ｒａｍ區(qū)清０，給數(shù)據(jù)采集通道計(jì)數(shù)器賦初值（８），設(shè)置波特率（１１５　２００）。

　�。常病�(shù)據(jù)采集與ａ／ｄ轉(zhuǎn)換

　　按預(yù)先確定的采樣順序?qū)Ω髀沸盘?hào)進(jìn)行采樣，由于ａ／ｄ轉(zhuǎn)換需要一定的時(shí)間，所以，延時(shí)等待的時(shí)間應(yīng)略大于轉(zhuǎn)換完成時(shí)間。前一路轉(zhuǎn)換完成后，應(yīng)立即啟動(dòng)下一路開始轉(zhuǎn)換