基于飛思卡爾MC9S08QG4的便攜式自動呼吸控制系統

數據由S08QG處理，根據處理得結果通過控制步進電機來控制氧氣呼吸設備的運轉。

針對不同種類步進電機的控制軟件是基于不同頻率或壓力流來進行控制的：

不同頻率從時間脈沖中獲得信息來控制希望的步數
壓力流控制意味著電機能進行復雜的運轉步，具有大力矩的運轉步（雙步），改變方向和不改變位置的運轉步（抑制步）
圖3表明了一個簡單的方法通過S08QG來實現步進電機控制。

步進電機的一個顯著特性是它的最大電流損耗為20mA。電機提供的力矩并不大，最大靜態力矩是4mNm，最大動態力矩是1.3mNm。但是它的力量足夠運轉標準化的計量器。S08QG MCU的驅動電流達到25mA，所以它很合適這種應用。電機被直接連接到MCU的端口A或端口B，基于先前的條件，只需要很小的外接電路（見圖1）。系統需要VCC，GND和電機控制信號，不需要附加的外部的電子元件。

氧氣呼吸設備有三個簡單的控制手柄，他們控制吸入的氣流和每分鐘的呼吸次數。一個手柄根據病人的身材和體重控制適當的呼吸。第二個手柄控制每分鐘所需要的呼吸次數，第三個手柄控制氧氣流的壓力。在這個特殊的系統設計中，第二和第三個手柄是由步進電機自動控制的。

軟件程序根據由脈搏血氧計通過SCI接口傳來的氧氣飽和度計算步進電機的運動。氧氣飽和度數字也為醫生提供了必要的信息來進行一系列比較，從而得出安全的范圍，如表1所述。

頻率規定了每秒鐘的電機步數，這決定了電機旋轉有多快。電機的物理限制決定了他們的運行頻率。一些電機因為應用于特殊用途，在10Hz到500Hz之間運行，另外一些能夠在kHz的范圍內運行。對于這個系統，最大頻率是100Hz,但是為了在手術中更容易被醫生使用，它被設定在50HZ。

結論

自動化呼吸控制系統是一個低成本的對人工呼吸控制的可選方案，它為嬰兒和手術中的其他病人以最小的人為干預提供了可靠的呼吸機制。這個概念很簡單：脈搏血氧計依靠SCI串行接口提供氧氣飽和度數據，系統完成所有其余的工作。它使醫生們能集中精力于病人的護理上，并且它能被用于通用外科手術，兒科和新生兒護理，甚至于獸醫門診。