基于虛擬儀器技術的家用心電儀的設計

　　1.3無線通訊模塊

　　無線通訊模塊是聯系可移動終端與虛擬分析儀的紐帶，保證了系統的便攜性與靈活性。選用APC220集成半雙工微功率無線數據傳輸模塊，該模塊嵌入高速單片機和高性能射頻芯片，為底層設置提供了通用接口，方便在線修改參數，無需編寫復雜的設置與傳輸程序，大大提高了開發效率。其引腳定義如表1所示。

　　可移動終端與虛擬分析儀各配一塊APC220模塊，終端與APC220直接通過串口(RXD、TXD)連接，分析儀則通過TTL-USB轉換器與APC220通訊。

　　1.4主控制器與顯示模塊

　　主控制器是整個可移動終端的核心，接收信息采集模塊輸出的波形，實現A/D轉換與數據輸出功能，選用51內核的單片機STC12C5A08 AD.STC12C5A08AD是一種低功耗、高性能的8位微控制器，具有8k字節Flash，1280字節RAM，內部集成8路10位高速A/D轉換通道。顯示模塊選用點陣式圖形液晶顯示屏FYD12864，分辨率為128×64點，帶中文字庫。

　　主控制器電路包括時鐘電路、復位電路、A/D接口電路、顯示接口電路和串行通信電路(圖5)。單片機通過P1.0(ADC0)口接收采集模塊的輸出信號;通過地址線(P2.3，P2.4)、數據線(P0口)、控制線(P2.0，P2.1，P2.2，P2.5)控制12864顯示屏;通過串行口(P3.0，P3.1)與通訊模塊相連。復位電路包括上電復位與按鍵復位;晶振的時鐘頻率選為11.0592MHz，確保精確的通信波特率。

　　圖5 主控制器及其接口電路原理圖

　　STC12C5A08AD兼容標準8051指令系統，采用工程上普遍使用的C51語言來編寫程序。主要包括A/D轉換、串口發送和波形顯示。

　　首先設置串口的工作方式、波特率，選擇STC12C5A08AD自帶的A/D轉換通道ADC0，定義其工作在單端方式，通過定時器溢出觸發方式來啟動A/D轉換，待轉換完成自動進入中斷服務程序，將結果存入RAM.再將RAM中的數據寫入串口緩存器SBUF，完成串口發送。程序流程如圖6所示。

　　圖6 A/D轉換與串口通信程序流程圖

　　圖7 波形顯示程序流程圖

　　波形顯示主要通過定時刷新液晶屏圖片的方式來實現。屏幕橫軸表示時間刻度，縱軸表示電壓值;根據橫向分辨率定義一個長度為128的數組。每隔一定的時間，根據當前RAM存入的數據a點亮坐標(1，a)，同時將之前點亮的點全體向右移動一格，并將數組長度減1.待數組長度減至0，則清屏重新開始，如此往復循環。程序流程如圖7所示。

　　2虛擬分析儀

　　虛擬分析儀包括無線通訊模塊與計算機，無線通訊模塊在1.3小節中已有詳細介紹，計算機為普通家用計算機。該部分是整個系統的樞紐，承擔著信息展示、綜合分析與資源發布等功能，通過LabVIEW軟件編程實現，其功能結構與工作流程如圖8所示。

　　圖8 虛擬分析儀結構圖