TMS320LF240x系列DSP在多参数监护仪中的应用

　　1　前　言

　　多参数监护仪是临床护理中的重要监护设备,该设备可以检测病人的心电、血压、血氧饱和度、呼吸、脉搏和体温等参数,便于医生诊断和分析病人的病情。国内传统的多参数监护仪设备技术落后,设备的可靠性和稳定性较差,在临床应用中受到种种限制。近年,医用市场出现了从国外引进的专用测量OEM模块,这为改变国内医用设备落后的状况提供了一种新的解决方案,以高性能的DSP为主控制器,集成多种先进的OEM模块,以构成高性能的监护测量设备。

　　多参数监护仪以中央处理模块为核心,配合串行接口卡、心电测量模块、血氧测量模块、血压测量模块和显示模块组成,如图1所示。

　　在整个系统中,采集模块与中央处理模块之间需要进行大量的数据通信,因而稳定而高效的数据通信是系统稳定的重要环节。应用DSP芯片作处理器,将会使这一环节得到很好的保障。

　　TMS320F24X系列是美国TI公司推出的高性能16位定点DSP。TMS320F2407是其中典型的一种,片内的串行通信接口模块和强大的处理能力使他很适合用于多参数监护仪的中央处理模块。本文着重介绍TMS320F2407与外设的数据通信及其编程。

　　2　240x串行通信接口模块的特点

　　240x系列DSP芯片支持CPU与使用非归零(NRZ)信号格式的异步外设之间进行异步串行(UART)数字通信,用于完成该通信功能的是芯片内的串行通信接口(SCI)模块,他具有以下特点:

　　(1)采用非归零通信格式,可编程1～8 b数据长度,可编程1～2 b停止位;

　　(2)可编程64 k种通信速率(波特率),采用30 MHz时钟输出时通信速率最小为57.2 b/s,最大可达1 875 kb/s;

　　(3)可工作于查询或中断模式,且具有独立的发送和接收中断使能位;

　　(4)一个发送引脚和一个接收引脚,发送和接收均具有双缓冲功能;

　　(5)有2种唤醒多处理器方式,可进行多机通信;

　　(6)内部产生串行时钟,可工作于半双工或全双工方式。

　　2407中与串行通信有关的寄存器主要有SCI控制寄存器、接收数据缓冲寄存器、发送数据缓冲寄存器等[1,2]。

　　3　利用2407串行通信接口实现串行通信的原理

　　利用240x串行通信接口进行串行通信可采用查询或中断模式来实现。无论采用查询还是中断模式都要首先设置串行通信的通信协议、操作方式、波特率和字符格式等,采用中断模式时还要选择中断优先级和设置中断使能位,这些都是通过寄存器来实现的。

　　3.1　波特率计算

　　240x串行通信接口模块的通信速率是由芯片时钟频率(CLKOUT)和波特率选择寄存器(SCIHBAUD和SCILBAUD)共同决定的,共有64 000种波特率可供选择,采用30 MHz时钟输出时波特率最小为57.2 b/s,最大可达1 875 kb/s。波特率选择寄存器SCIHBAUD (高位)和SCILBAUD (低位)合起来组成一个16 b的字,将该字转换为十进制即得到一个0～65 535的值,该值定义为BRR, BRR即可用来设置串行通信接口模块的波特率。波特率的具体计算方法如下: