基于无线数据传输的便携式生理信号检测仪

　　1　系统概述

　　如图1,选用高性能微处理器Atmega163作为核心器件,心电、心音、颈动脉波、体温等各路生理信号经过放大、滤波等处理,调理到0~2.5V后送到处理器端口,单片机对数据实行压缩和优化处理,一方面生理参数送到LCD上显示,另一方面,通过无线数据传输模块PTR2000将已初步处理的各路数据传送到上位PC机作进一步的处理和分析。

　　2　芯片简介

　　2.1　无线数据传输模块PTR2000

　　PTR2000无线数据传输模块是一种超小型、低功耗、高速率的无线收发数传模块。其通讯速率最高为20kbit/s,也可工作在4800bit/s、9600bit/s。PTR2000的引脚说明如下:VCC:正电源,接2.7~5.25V; CS:频道选择, CS=0选择工作频道1,即433.92MHz;CS=1选择工作频道2,即434.33MHz;DO:数据输出;DI:数据输入;GND:电源地; PWR:节能控制,PWR=1为正常工作状态, PWR=0为待机微功耗状态;TXEN:发射接收控制,TXEN=1为发射状态,TXEN=0为接收状态。

　　2.2　液晶显示模块OCM4X8C

　　显示器件采用中文图形点阵液晶显示模块OCM4X8C,显示屏为128×64点阵,可显示4行,每行8个汉字。该模块具有2Mb的中文字型CGROM,字型ROM中含有8192个16×16点阵中文字库,显示汉字十分方便;为便于英文和其他字符的显示,含有16Kb的16×8 ASCⅡ字符库;为方便制造用户图形,提供一个64×256点阵的GDRAM绘图区域,为方便构造用户所需字型,提供了四组16×16点阵的造字空间。利用上述功能, OCM4X8C可实现汉字、ASCⅡ、点阵图形、自造字体的同屏显示。OCM4X8C具有2.7~5.5V的宽工作电压范围,具有睡眠、正常及低功耗工作模式,可满足系统各种工作电压及便携式仪器低功耗的要求。液晶模块显示负电压,也由模块提供,从而简化系统电源设计。

　　3　电路构成及工作原理

　　3.1　多路信号的采集和预处理

　　微处理器选用ATMEL公司的高档系列产品At2mega163,是基于AVR RISC的低功耗CMOS 8位单片机。Atmega163提供了一个性能良好的10位模数转换器。A口为8路模拟信号输入端,如果AD功能禁止,则A口是一个8位双向I/O口。8路人体生理信号如心电、心音、颈动脉、脉搏、体温等,经过前置放大、滤波、去噪处理后,分别与A口的8个引脚相连。微处理器采集数据时,通过控制ADMUX寄存器进行通道号选择,读取的数据放入数据存储器作进一步处理。

　　3.2　LCD控制和显示

　　为便于和多种微处理器接口,OCM4X8C提供了8位并行、4位并行、2线串行、3线串行等多种灵活的接口方式。常用的是单片机和LCD芯片的8位并行设计,如图2示。

　　当模块的PSB脚接高电平时,模块即为并行接口模式。在并行模式下可由功能设定指令的“DL”这一位来选择8位或4位接口方式。主控系统将配合“RS”、“RW”、“E”、DB0~DB7来完成指令/数据的传送。LCD模块在接收指令前,微处理器必须先确认模块内部处于非忙状态,即读取BF标志时BF应为零,才可接收新的指令。如果在送出一条指令前不检查BF标志,则在前一条指令和这条指令中间延迟一段时间,即等待前一条指令确实执行完成。