基于USB的便攜式醫療設備數據采集和傳輸系統設計

　引言
　　傳統的醫療設備，特別是便攜式的監護、心電、血壓測量等設備均是采用標準的RS232串行接口進行數據的通信與傳輸,已越來越不能滿足高速據傳輸，高數據存儲以及頻繁的數據采集等要求[1,2]。而USB通訊彌補了這些不足，它有著傳輸速度快、可靠性高、易于連接、可熱插拔等許多優點。基于此，本文就介紹了一種基于USB總線接口芯片CH375實現PC機與便攜式醫療設備醫學信號的實時數據采集和傳輸的方法，并給出了相應的源程序。經測試，系統工作穩定可靠。

　　1 CH375芯片簡介

　CH375 是一個USB總線的通用接口芯片，支持USB-HOST主機方式和USB-DEVICE/SLAVE 設備方式。在本地端，具有8 位數據總線和讀、寫、片選控制線以及中斷輸出，可以方便地掛接到單片/DSP/MCU/MPU等控制器的系統總線上。CH375 芯片內部集成了 PLL 倍頻器、主從 USB 接口 SIE、數據緩沖區、被動并行接口、異步串行接口、命令解釋器、控制傳輸的協議處理器、通用的固件程序等。

　　CH375 芯片內部具有 7 個物理端點。端點 0是默認端點，支持上傳和下傳，上傳和下傳緩沖區各是8B；端點1包括上傳端點和下傳端點，上傳和下傳緩沖區各是 8B，上傳端點的端點號是81H，下傳端點的端點號是 01H；端點2 包括上傳端點和下傳端點，上傳和下傳緩沖區各是 64B，上傳端點的端點號是 82H，下傳端點的端點號是 02H。主機端點包括輸出端點和輸入端點，輸出和輸入緩沖區各是64B，主機端點與端點2合用同一組緩沖區，主機端點的輸出緩沖區就是端點2的上傳緩沖區，主機端點的輸入緩沖區就是端點2 的下傳緩沖區。本系統就是利用批量端點2來下傳數據到緩沖區，利用主機端點和端點1來上傳數據到緩沖區。

　　CH375芯片內置了標準的USB通訊協議，這就免去了開發人員因編寫通訊協議而耗費的大量時間，方便了通訊的實現。尤其是其動態鏈接庫提供的文件級接口，更是方便了數據的讀寫。

　　2 系統硬件結構

　　系統的工作過程是嵌入式醫療設備即下位機(PC104)于DOS狀態下采集醫療信號送顯示器顯示，然后通過USB接口送上位機(PC主機)處理，上位機工作在Windows環境下[3,4]。

　　系統選用帶USB接口的PC104工業計算機主板，在開發過程中通過電源接口外接5V直流電源，通過顯示器接口外接顯示器，多功能接口外接鍵盤。為方便軟件的更新，我們把下位機的工作程序寫在優盤，外接于PC104主板的USB接口。