基于ARM的脉象仪系统设计与实现

　　1引言

　　脉象携带有丰富的人体健康状况的信息。在中医学中,脉诊占有非常重要的位置。由于中医是靠手指获取脉搏信息,在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。脉诊的定性化和主观性大大影响了其精度与可行性, 成为中医脉诊应用和发展中的制约因素。为了促进脉诊的应用和发展,必须与现代科技相结合,实现更科学、客观的诊断。随着嵌入式技术的飞速发展,我们研制出一种基于ARM920T 处理器的新型脉象仪。它采用一款ARM920T 核的高速处理器S3C2410。该新型脉象仪具有成本低,体积小,可靠性高和操作简单等优点,适用于个人和中小医院的脉象诊断用途。

　　2 系统总体设计思想

　　按照中医脉诊的理论,从左右手腕的寸、关、尺三部按不同的轻重可获知人体五脏六腑的病理变化,模拟中医脉诊过程,设计中医脉象仪。脉象仪原理图如图1 所示。

　　应变式传感器是脉象仪普遍采用的一类传感器。某些固体材料受到外力的作用后,其电阻率要发生变化,这种由于应力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为压阻效应。半导体应变片测量应变的原理是以半导体晶体的压阻效应为基础的。用此应变片制成的传感器称为半导体应变式传感器。传感器结构图如图2 所示,上下各一片半导体应变片。

　　应变式传感器的基本组成部件包括:应变片、弹性元件、测量电桥。本文中选用悬壁梁式压力传感器,应变片采用半导体应变片。

　　3 系统硬件模块设计

　　3.1 嵌入式处理器的选择

　　系统采用了ARM920T 作为系统与上位机沟通的桥梁。该实验箱如图3 所示。RM920T 有如下几个主要特点:处理器有高性能的 RISC构架;大量的内部寄存器让它的执行效率非常高,使它成为实时控制设备的理想选择。片上的Flash 可在线编程。片上资源包括2 个32 位定时器;1 个A/D 输入接口;18 个多功能 I/O 接口;1 个CPLD;1 个64M的 SDRAM;1 个4M的 Flash;1个64M 的 Nand Flash 控制器;还有中断控制器和系统管理器。处理器采用芯片 S3C2410。S3C2410 有出色的内核性能,丰富的外部接口和低功耗。在系统中我们用到2 种内存,一种SDRAM,一种Flash。

　　SDRAM具有运行速度快的优点,但是掉电后不能保存数据。所以在系统主要是用来运行操作系统、应用程序和各类数据的缓存。

　　Flash 内存较SDRAM运行速度慢.但掉电后能保存数据。在该系统设计中选用一种通用的 Flash (SST39VF1601),容量为2MB,主要用于固化启动代码和控制应用程序,并保存一些系统数据。

　　3.2 A/D 转换

　　A/D 转换电路采用 MAXIM公司的 MAX197,MAX197 采用逐次逼近技术以达到快速变换和低功耗。如图4 所示。