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基于Linux和MCU的心电监护仪设计

2020-05-05 07:00:27

  电子发烧友网核心提示:随着人们生活节奏加快,人口逐渐老龄化,心脏疾病成为危害人类健康和生命的主要疾病之一。心电监护系统为心脏病人诊断和治疗提供了一个有效的手段,对心脏疾病的防治和诊断具有重大的意义,本介绍一种基于Linux 和MiniGUI 的心电监护系统,能够满足患者随时随地对心电进行方便快捷的监测,及时地发现异常情况并采取有效的措施,从而更好地保护人们的身体健康。

  1 硬件系统设计

  本系统采用S3C2440 处理器作为控制中心,S3C2440 是基于ARM920T 内核的16 /32 位RISC 嵌入式处理器,最高主频可达532MHz,提供64MSDRAM、64M Nand Flash 以及2M Nor Flash 的存储设备,独立的16kB 指令缓存和16kB 数据缓存,LCD 控制器,3通道的异步串口,SPI 同步串口,117 位通用的I /O 口,1个内部时钟,8通道10 位的ADC,触摸屏接口,以太网控制器、PCMCIA 接口、USB 接口等,具有高性能、低功耗、高性价比等特点,主要用于视频会议、网络监控,GPS 定位/导航仪等,特别是医疗电子设备。系统的整体硬件结构如图1 所示,能够实现对心电信号采集、处理、显示、存储等功能。

  图1 系统总体硬件结构

  图1 系统总体硬件结构

  2 软件系统设计

  2.1  构建嵌入式Linux

  心电界面的开发是基于MiniGUI 的嵌入式Linux系统。在各种嵌入式操作系统中,Linux 以其结构清

  晰、源代码公开、功能强大、又易于移植得到广泛的使用。本系统内核采用2. 6 版本的内核,Linux 2. 6 内核在性能、模块支持、可用性、可测量性等方面有大幅度的提高。一个完整的嵌入式Linux 系统主要包括BootLoader( 引导程序) 、内核和根文件系统3 个方面。本系统中Bootloader 采用ViVi,文件系统采用Yaffs。根据目标平台实际的需要,对引导程序、内核和文件系统进行裁减、配置,最后把编译好的ViVi 以及生成的Linux 内核和文件系统的镜像文件烧录到平台中并运行,嵌入式Linux 构建完毕。

  2.2 图形用户界面MiniGUI

  MiniGUI 是基于Linux 的轻量级的图形用户界面支持系统,是由原清华大学教师魏永明主持开发,遵循GPL 公约。所支持的操作系统已不仅仅限于Linux,它还可以在uClinux、uC /OS-Ⅱ、eCos 和Vx-Works 等系统上运行。已验证的硬件平台包括Intelx86,ARM ( ARM/AMR9 /StrongARM/xScale ) ,Power-PC,MIPS,M68K ( DragonBall /ColdFire ) 等。对MiniGUI 移植,首先下载MiniGUI 的源代码libminigui-1. 6. 10. tar. gz ( MiniGUI 函数库源代码) 和minigui-minigui-res-1. 6. 10. tar. gz( MiniGUI 所使用的资源,包括基本字体、图标、位图和鼠标光标) ,然后编译安装并将MiniGUI 的资源拷贝到目标平台上,最后修改目标平台的/etc /MiniGUI. cfg 文件,对目标平台MiniGUI 的运行环境进行配置。