医用吸氧计时仪的研究与实现

　　系统工作原理

　　研制的医用吸氧计时仪，它由叶轮箱体(包括氧气输入管、氧气输出管。它的氧气输出管接湿化瓶的进气嘴)、检测叶轮运动的传感器和数字显示计时仪组成。

　　系统的工作原理框图如图1所示。当供氧系统开始工作时，降压的氧气通过叶轮箱体，推动叶轮作旋转运动，叶轮箱体安有检测叶轮运动的传感器，它不断传来叶轮转动的脉冲信号，经过放大整形后，送给微控制器(以外部中断方式检测)，作为检测供氧系统已工作的标志(供氧标志)。当CPU以1 s的周期被唤醒后，开外部中断，若产生外部中断，供氧标志清零(系统已供氧)，并关外部中断。本系统按电池欠电压判断、按键操作判断及供氧标志判断的顺序运行程序。系统检测到电池电量不足时，会在LCD屏上显示电池“欠电压”标志，提醒用户给电池充电。显示关屏后，操作查看累计时间按键，会在屏上显示出供氧累计时间值(保持5s后自动关屏)。当清累计时间按键(选用钥匙式开关制作)操作后，存储器中保存累计时间数据的诸单元都清零。系统判断供氧标志为零时，供氧时间以秒为单位做累加(即唤醒一次，供氧累计时间加1 s)，并在LCD屏上显示，在存储器中保存供氧时间累计值;当系统判断供氧标志为1(系统停止供氧)时，显示自动关屏。当CPU完成上述工作后，立即进入睡眠模式工作状态，等待下一次被唤醒。

　　硬件

　　1.微控制器

　　微控制器选用低价位高性能的Holtek 新一代8位单片机HT46R23。微控制器在本系统中主要实现如下功能：查按键，实现其对应功能;检测叶轮脉冲信号，供氧标志判断、时间累加和数据存储;检测电池电量;控制显示电路，实现供氧累计时间、电池“欠电压”标志显示等。

　　为了降低系统功耗，达到延长电池寿命之目的，系统中的微控制器工作时处于激活模式，工作间隙设定为睡眠模式。微控制器的CPU工作过程是：激活工作—睡眠模式。CPU 由睡眠模式进入激活工作，它是由秒信号发生器产生的脉冲唤醒。

　　2. 秒信号脉冲发生电路

　　秒信号脉冲发生电路如图2所示。功能是：实现周期唤醒CPU离开睡眠模式。微控制器的PA3引脚，由掩膜选项设置为唤醒功能。秒信号脉冲通过PA3引脚，以1 s的周期唤醒微控制器的CPU重新开始工作。

　　3.脉冲检测电路

　　脉冲检测电路如图3所示。功能是：完成叶轮脉冲检测。它是由R6～R11、C1、AJ、DA和传感器组成。电路中的MAX406 是MAXIM 公司生产的超低电压、超低功耗精密运放器件，工作电压为2.5～10 V，单电源供电。电源最大电流仅为1.2μA。