CN208598388U - 一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，其包括外部设备和控制芯片，所述控制芯片包括控制芯片CPU和控制芯片内存；所述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接；所述外部设备与控制芯片内存连接，所述外部设备的数据直接存入控制芯片内存中；所述外部设备与控制芯片CPU连接，通过所述控制芯片CPU的寄存器的设置和使能DMA数据传输通道对应的时钟总线从而建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道。控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接的结构使得外部设备的数据能够直接存储至控制芯片内存，减少了数据存储过程中控制芯片CPU执行的指令，提高了控制芯片CPU的工作效率，减少了控制芯片对系统资源的占用，缩短了数据保存的时间。

Description

一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪

技术领域

本实用新型涉及医疗检测领域，尤其一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪。

背景技术

目前的心率测量方法主要有心电图测量法(ECG，electrocardiogram)和光电容积脉搏波描记法(PPG，Photo Plethysmo Graphy)两种。

ECG主要应用于医院的仪器中。心电信号通过专用电极从人的左右臂采集到后，送入信号调理电路，先经过前置放大器初步放大，经高通滤波滤除直流信号及低频基线干扰后，由后级放大器放大，再经滤波器进一步滤除50HZ的工频干扰，经低通滤波器后得到符合要求的心电信号，由模拟信号输入端送入模/数转换器(ADC，Analog-to-DigitalConverter)，进行高精度的A/D转换。但是仪器过于庞大，而且没有专业的医学知识无法有效的进行操作测量和分析。

PPG的现有技术传感器虽然体积小巧，但是在测量时误差较大，易受环境因素的影响，如图1所示，传统的基于PPG的心电监测仪，其外部设备、控制芯片CPU和控制芯片内存三者为串联结构，外部设备所采集的数据的保存方式是在控制芯片的内部CPU的控制下从外部设备，即基于PPG技术的传感器，读取至 CPU的寄存器中，再由CPU的寄存器传送至控制芯片的内存中，在这种串联结构基础上所形成的数据保存方式，涉及到CPU的取指令、取数、送数、内存地址修改、传送字数的计数等。基于该串联结构所形成的数据保存方式使得程序编程复杂，控制芯片CPU的工作效率低下，且占用控制芯片系统资源过多，执行数据保存的时间较长。

实用新型内容

为解决上述现有技术中所提到的技术问题，本实用新型提供一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，具体方案如下：

一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，包括外部设备和控制芯片，所述控制芯片包括控制芯片CPU和控制芯片内存；

所述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接；

所述外部设备与控制芯片内存连接，所述外部设备的数据直接存入控制芯片内存中；

所述外部设备与控制芯片CPU连接，通过所述控制芯片CPU的寄存器的设置和使能DMA数据传输通道对应的时钟总线从而建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道。

优选的，所述外部设备包括心率传感器和血氧传感器。

优选的，所述外部设备包括能同时测量心率和血氧的一个传感器。

优选的，所述控制芯片CPU的寄存器包括：通道选择寄存器、外部设备地址设置寄存器、存储器地址寄存器、DMA模式寄存器、数据传输量寄存器、外部设备模式寄存器、存储器模式寄存器、外部设备数据宽度设置寄存器、寄存器数据宽度设置寄存器、DMA模式设置寄存器、DMA优先级设置寄存器、存储器传输设置寄存器、外部设备传输设置寄存器。

与现有技术中，外部设备、控制芯片CPU和控制芯片内存三者串联，使得数据保存的程序编程复杂，控制芯片CPU的工作效率低下，且占用控制芯片系统资源过多，执行数据保存的时间较长的技术方案相比，本实用新型提供的一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，该心电监测仪包括外部设备和控制芯片，所述控制芯片包括控制芯片CPU和控制芯片内存；所述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接；所述外部设备与控制芯片内存连接，所述外部设备的数据直接存入控制芯片内存中；所述外部设备与控制芯片CPU连接，通过所述控制芯片 CPU的寄存器的设置和使能DMA数据传输通道对应的时钟总线从而建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道。本实用新型中的心电监测仪采用控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接的结构，使得外部设备与控制芯片内存能够直接相连，外部设备能够与控制芯片内存直接通信，进行数据交换，使得外部设备的数据直接存储至控制芯片的内存中，这样的结构使得数据存储编程中不再涉及 CPU的取指令、取数、送数、内存地址修改、传送字数的计数等指令，因而编程简单，数据存储过程中控制芯片CPU执行的指令少了，也就提高了控制芯片CPU 的工作效率，减少了控制芯片对系统资源的占用，缩短了数据保存的时间。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1为现有技术中的心电监测仪的处部设备、控制芯片CPU和控制芯片内存三者间的相互连接结构示意图；

图2为本实用新型所提供的心电监测仪的处部设备、控制芯片CPU和控制芯片内存三者间的相互连接结构示意图；

图3为本实用新型所提供的心电监测仪的工作流程框图；

图4为本实用新型所提供的心电监测仪的整机示意图；

在附图中，相同的部件采用相同的附图标记，附图并未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图2所示，本实施例提供一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，该心电监测仪包括外部设备和控制芯片。该外部设备为与控制芯片相连的位于控制芯片外部的设备，通常用于直接获取被测对象的数据，本实施例中，心电监测仪的外部设备一般包括心率传感器和血氧传感器，所述外部设备也可以包括能同时监测心率和血氧的一个传感器。控制芯片包括控制芯片CPU和控制芯片内存；所述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接；所述外部设备与控制芯片内存连接，所述外部设备的数据直接存入控制芯片内存中；所述外部设备与控制芯片CPU连接，通过所述控制芯片CPU的寄存器的设置和使能DMA数据传输通道对应的时钟总线从而建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道。

上述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接的结构，使得外部设备与控制芯片内存能够直接相连，控制芯片CPU不再介于外部设备与控制芯片内存之间的连接线路上，因而外部设备能够与控制芯片内存直接通信，进行数据交换，使得外部设备的数据直接存储至控制芯片的内存中，这样的结构使得数据存储编程中不再涉及CPU的取指令、取数、送数、内存地址修改、传送字数的计数等指令，因而编程简单，数据存储过程中控制芯片CPU执行的指令少了，也就提高了控制芯片CPU的工作效率，减少了控制芯片对系统资源的占用，缩短了数据保存的时间。

基于上述结构将外部设备的数据直接存储至控制芯片内存的数据存储方法可称之为直接内存存取(DMA，Direct Memory Access)，本实施例所提供的基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪的控制芯片的CPU中包括了用于该DMA 数据存储方法(即DMA工作模式)的寄存器，该寄存器分别为：

各寄存器的具体设置如下：

DMA_InitStructure.DMA_Channel＝chx；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr＝par；

DMA_InitStructure.DMA_Memory0BaseAddr＝mar；

DMA_InitStructure.DMA_DIR＝DMA_DIR_PeripheralToMemory；

DMA_InitStructure.DMA_BufferSize＝ndtr；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc＝DMA_MemoryInc_Enable；

DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc＝DMA_MemoryInc_Enable；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize＝

DMA_PeripheralDataSize_Byte；

DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize＝DMA_MemoryDataSize_Byte；

DMA_InitStructure.DMA_Mode＝DMA_Mode_Normal；

DMA_InitStructure.DMA_Priority＝DMA_Priority_Medium；

DMA_InitStructure.DMA_FIFOMode＝DMA_FIFOMode_Disable；

DMA_InitStructure.DMA_FIFOThreshold＝DMA_FIFOThreshold_Full；

DMA_InitStructure.DMA_MemoryBurst＝DMA_MemoryBurst_Single；

DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBurst＝DMA_PeripheralBurst_Single；

上述寄存器设置中的参数的含意为：

chx是外设对应的数据通道；

par是外设寄存器地址；

mar是存储器地址；

ndtr是所要传输的数据字节数；

DMA_DIR_PeripheralToMemory存储器到外设模式设置；

DMA_MemoryInc_Enable外设非增量模式使能；

DMA_MemoryInc_Enable存储器增量模式使能；

DMA_PeripheralDataSize_Byte外设数据宽度设置(八位)；

DMA_MemoryDataSize_Byte存储器数据宽度设置(八位)；

DMA_Mode_Normal DMA使用模式设置(普通模式)；

DMA_Priority_Medium DMA优先级设置(中等优先级)；

DMA_FIFOMode_Disable DMA数据先入先出队列失能；

DMA_MemoryBurst_Single存储器突发单次传输设置；

经上述寄存器设置及使能DMA数据传输通道对应的时钟总线，即能够建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道，使得外部设备的数据能够进行快速存储。

图3给出了本实施例中的上述一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪的整个数据处理流程，开始工作时，先将控制芯片的CPU初始化，并将建立DMA 数据传输通道即DAM工作模式下所涉及的寄存器进行设置，完成上述步骤后，检测是否有数据输入，若有，则直接将采集数据从外部设备存储至控制芯片的内存中，利用波形恢复算法处理存储所得数据，并将处理后的数据显示出来，返回至数据检测步骤进行循环，若有数据输入，则重复上述数据存储至波形算法处理后的数据显示的步骤，若无数据输入则结束。在这一数据处理流程中，简化了编程，就提高了控制芯片CPU的工作效率，减少了控制芯片对系统资源的占用，缩短了数据保存的时间，提高了存储速度。

图4展示出了本实施例所提供的一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪的整机示意图，并示出了某一次测量过程中根据所得存储数据得到的测量结果。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以对其中部分或者全部技术特征进行等同替换。尤其是，只要不存在逻辑或结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (4)

1.一种基于光电容积脉搏波描记法的心电监测仪，其特征在于，包括外部设备和控制芯片，所述控制芯片包括控制芯片CPU和控制芯片内存；

所述控制芯片CPU和控制芯片内存并联连接；

所述外部设备与控制芯片内存连接，所述外部设备的数据直接存入控制芯片内存中；

所述外部设备与控制芯片CPU连接，通过所述控制芯片CPU的寄存器的设置和使能DMA数据传输通道对应的时钟总线从而建立外部设备与控制芯片的内存之间的数据传输通道。

2.根据权利要求1所述的心电监测仪，其特征在于，所述外部设备包括心率传感器和血氧传感器。

3.根据权利要求1所述的心电监测仪，其特征在于，所述外部设备包括能同时测量心率和血氧的一个传感器。

4.根据权利要求1所述的心电监测仪，其特征在于，所述控制芯片CPU的寄存器包括：通道选择寄存器、外部设备地址设置寄存器、存储器地址寄存器、DMA模式寄存器、数据传输量寄存器、外部设备模式寄存器、存储器模式寄存器、外部设备数据宽度设置寄存器、寄存器数据宽度设置寄存器、DMA模式设置寄存器、DMA优先级设置寄存器、存储器传输设置寄存器、外部设备传输设置寄存器。