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          基于LPC2292嵌入式微處理器的監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)
          
						
          
				作者：
				時(shí)間：2010-05-20
				來源：網(wǎng)絡(luò)
				
				
				
				
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          　　2.1 ARM系統(tǒng)模塊
          　　ARM系統(tǒng)是這個(gè)系統(tǒng)的控制中心，主要完成運(yùn)算、控制、管理等工作，是系統(tǒng)工作的核心模塊。該系統(tǒng)采用的ARM 7系列芯片LPC2292，他是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和跟蹤的16／32位CPU，并帶有256 kb嵌入的高速FLASH存儲(chǔ)器。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使2位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30％，而性能的損失卻很小。由于LPC2292的144腳封裝、極低的功耗、多個(gè)32位定時(shí)器、8路10位ADC、2路PWM通道以及多達(dá)9個(gè)外部中斷使他們特別適用于醫(yī)療系統(tǒng)、汽車、工業(yè)控制應(yīng)用以及容錯(cuò)維護(hù)總線。
          　　2.2 LCD顯示模塊
          　　LCD顯示模塊主要完成數(shù)據(jù)顯示、輸出數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)的同步等功能。由于LPC2292中沒有液晶控制器的功能模塊，如果所選擇的液晶屏內(nèi)部也沒有液晶控制器，那么，要使CPU可以對(duì)液晶進(jìn)行控制，就必須加設(shè)計(jì)一個(gè)液晶驅(qū)動(dòng)控制電路。因此本系統(tǒng)中選擇自帶控制器的液晶屏HLM6323。他是5英寸偽彩液晶屏，像素是320×240點(diǎn)陣，每個(gè)點(diǎn)需要RGB三色數(shù)據(jù)，每種色需要1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)表示。而設(shè)計(jì)要求需要連續(xù)觀看圖圖像，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)需要每秒鐘25幀圖像，那么每秒至少需要傳輸數(shù)據(jù)為25×8×320×240=15 360 000位數(shù)據(jù)，若選用串行傳輸，則需要4.6 Mb／s的串行傳輸速度，但是遺憾的是，沒有任何一種串行標(biāo)準(zhǔn)傳輸大于這個(gè)速度，因此，勢(shì)必需要選擇并行的數(shù)據(jù)傳輸。
          　　2.3 報(bào)警模塊
          　　當(dāng)測(cè)得的生理參數(shù)，如心電、血壓、血氧飽和度、體溫超過預(yù)設(shè)的正常值，則產(chǎn)生報(bào)警，提醒患者趕緊進(jìn)行治療或醫(yī)護(hù)人員需進(jìn)行搶救措施。
          　　2.4 FLASH數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及USB接口
          　　為了能夠確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的保存，以及提取，從而設(shè)計(jì)此模塊。本系統(tǒng)中選擇NAND08GW3D2系列的存儲(chǔ)器芯片。由于該芯片不同存儲(chǔ)密度器件引腳一致，因此系統(tǒng)可以在電路不做改動(dòng)的情況下升級(jí)為高容量存儲(chǔ)器件。通過USB設(shè)備接口芯片ISP1161A1擴(kuò)展出一個(gè)USB的設(shè)備接口。通過該USB接口，可以實(shí)現(xiàn)將監(jiān)護(hù)系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)，PC機(jī)也可以通過該接口下載程序到LPC2292處理器的存儲(chǔ)器中。

          　　2.5 系統(tǒng)電源
          　　電源設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵部分，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，一個(gè)穩(wěn)定的、具有一定功率的電源和合理的電源管理是必不可少的。本系統(tǒng)有以下幾種電源：CPU的內(nèi)核數(shù)字和模擬電源電壓+1.8 V，CPU的I／O口數(shù)字和模擬電源電壓+3.3 V、總線的隔離電源、LCD的驅(qū)動(dòng)電源、LCD的背光逆變電源、其他外圍設(shè)備電源電壓+5 V等電源。
          　　3 軟件設(shè)計(jì)
          　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括ARM的應(yīng)用程序的開發(fā)和μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)的移植2個(gè)基本部分。ARM的應(yīng)用程序主要包括LCD顯示程序、FLASH存儲(chǔ)程序、USB通信程序、鍵盤掃描程序、A／D程序和報(bào)警程序等。μC／OS-Ⅱ操作系統(tǒng)是協(xié)調(diào)LPC2292對(duì)程序的任務(wù)管理和調(diào)度。整個(gè)系統(tǒng)的軟件流程圖如圖3所示。
          圖3 整個(gè)系統(tǒng)的軟件流程圖
          　　3.1 LCD驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì)思想
          　　LCD驅(qū)動(dòng)軟件的功能是完成數(shù)據(jù)最終輸出顯示，其主要軟件流程有數(shù)據(jù)的收發(fā)、LCD上按鍵的讀取、LCD掃描等。數(shù)據(jù)收發(fā)是為了完成數(shù)據(jù)與CPU、LCD液晶顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，CPU通過驅(qū)動(dòng)芯片向LCD輸送數(shù)據(jù)，而LCD要向CPU返回響應(yīng)數(shù)據(jù)等。為了增強(qiáng)人機(jī)界面的可讀性，在LCD上設(shè)置了幾個(gè)按鍵，當(dāng)有按鍵反應(yīng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)向CPU發(fā)出相應(yīng)的響應(yīng)，并且可以通過按鍵對(duì)LCD的顯示界面設(shè)置和對(duì)其他系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。LCD的掃描是為了保證顯示不出現(xiàn)明顯間斷、不出現(xiàn)花屏現(xiàn)象，在出現(xiàn)花屏現(xiàn)象時(shí)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的錯(cuò)誤響應(yīng)。其中的按鍵設(shè)計(jì)沒有給每個(gè)按鍵使用硬件中斷，因?yàn)樵诒鞠到y(tǒng)中，LCD顯示驅(qū)動(dòng)的任務(wù)優(yōu)先級(jí)在應(yīng)用程序中是最高的，按鍵統(tǒng)一使用一個(gè)硬件外部中斷，然后用軟件對(duì)按鍵進(jìn)行軟件中斷安排，確定軟件優(yōu)先級(jí)；另一個(gè)原因由于按鍵較多，沒有足夠的硬件中斷設(shè)置為按鍵中斷，如果設(shè)置為中斷擴(kuò) 展，除了要進(jìn)行硬件的擴(kuò)展，還要進(jìn)行軟件擴(kuò)展，將浪費(fèi)很多資源。
          　　本設(shè)計(jì)中，LCD的驅(qū)動(dòng)需要編寫2個(gè)文件，其中一個(gè)是C語(yǔ)言文件，另一個(gè)是C語(yǔ)言頭文件。C語(yǔ)言文件是通信接口協(xié)議文件，需要與其他模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。而頭文件是設(shè)計(jì)一些LCD基本參數(shù)，在系統(tǒng)運(yùn)行中，這些參數(shù)基本不變。
          　　3.2 USB通信軟件的設(shè)計(jì)思想
          　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的USB通信軟件通過中斷響應(yīng)來實(shí)現(xiàn)，這樣做的目的是CPU在沒有USB設(shè)備或者不需要USB設(shè)備時(shí)，可以進(jìn)行其他工作，節(jié)省CPU和操作系統(tǒng)的資源。其有利于保護(hù)CPU。
          　　3.3 FLASH讀寫操作軟件的設(shè)計(jì)思想
          　　整個(gè)程序文件包括芯片的擦除、芯片的寫入和讀取、數(shù)據(jù)的效驗(yàn)等幾個(gè)部分。擦除是為了存儲(chǔ)器能夠進(jìn)行重復(fù)利用而不更換芯片；芯片的寫入和讀取是整個(gè)文件的中心，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)的寫入，在適當(dāng)時(shí)候要讀取數(shù)據(jù)；效驗(yàn)是為了保證數(shù)據(jù)的正確，在錯(cuò)誤時(shí)需要報(bào)警。
				
            
                
			
								 linux操作系統(tǒng)文章專題:linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）
          
							
          
                
			            
                            
              
            
          
		
          
		
          
		
          
		
          
		
          
			
            
				
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