ARM處理器LPC2210在腦血氧監(jiān)測(cè)儀中的應(yīng)用

氧是人體新陳代謝的重要物質(zhì),腦組織新陳代謝率高,耗氧量占全身總量的20％左右。在心腦血管疾病及腦外傷病人的臨床搶救與治療中,如果缺乏對(duì)腦組織供氧的監(jiān)護(hù)手段,就有可能造成腦組織神經(jīng)功能的喪失或損害。因此,提供一種連續(xù)監(jiān)測(cè)大腦供氧狀況的臨床設(shè)備,對(duì)提高心腦血管和腦外傷等多種疾病的診斷和治療具有重大意義。在健康監(jiān)護(hù)和臨床診斷中,對(duì)腦組織血氧參數(shù)的監(jiān)測(cè)是不可缺少的。

本文即應(yīng)用ARM微處理器開發(fā)了一種帶有網(wǎng)絡(luò)通信功能的嵌入式腦組織血氧參數(shù)監(jiān)測(cè)設(shè)備。

系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

整個(gè)硬件系統(tǒng)由腦血氧檢測(cè)探頭脈沖驅(qū)動(dòng)電路、濾波放大電路、LPC2210系統(tǒng)及接口電路組成。由LPC2210產(chǎn)生PWM脈寬調(diào)制信號(hào),經(jīng)探頭脈沖驅(qū)動(dòng)電路放大,用于驅(qū)動(dòng)探頭的光源發(fā)光,并產(chǎn)生周期性的光信號(hào)。探頭中的光電傳感器采集含有腦組織血氧信息的光信號(hào),經(jīng)光電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生電信號(hào)。濾波放大電路將得到的電信號(hào)進(jìn)行低通濾波和信號(hào)放大。LPC2210對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換,并進(jìn)行數(shù)字處理,同時(shí)通過接口電路擴(kuò)展鍵盤、LCM圖形液晶顯示、RS232串口和以太網(wǎng)接口,用于整個(gè)系統(tǒng)的控制、顯示、與上位機(jī)(PC機(jī))的通訊以及網(wǎng)絡(luò)通信。其系統(tǒng)框圖如圖1所示。

LPC2210系統(tǒng)及接口電路

LPC2210是飛利浦公司基于一個(gè)16／32位ARM7內(nèi)核的微控制器。它具有極低的功耗,16KB片內(nèi)SRAM,多個(gè)32位定時(shí)器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達(dá)9個(gè)外部中斷,特別適合用于工業(yè)控制、醫(yī)療系統(tǒng)等。