基于USB的便携式医疗设备数据采集和传输系统设计

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      传统的医疗设备,特别是便携式的监护、心电、血压测量等设备均是采用标准的RS232串行接口进行数据的通信与传输,已越来越不能满足高速据传输,高数据存储以及频繁的数据采集等要求[1,2]。而USB通讯弥补了这些不足,它有着传输速度快、可靠性高、易于连接、可热插拔等许多优点。基于此,本文就介绍了一种基于USB总线接口芯片CH375实现PC机与便携式医疗设备医学信号的实时数据采集和传输的方法,并给出了相应的源程序。经测试,系统工作稳定可靠。

      1 CH375芯片简介

     CH375 是一个USB总线的通用接口芯片,支持USB-HOST主机方式和USB-DEVICE/SLAVE 设备方式。在本地端,具有8 位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出,可以方便地挂接到单片/DSP/MCU/MPU等控制器的系统总线上。CH375 芯片内部集成了 PLL 倍频器、主从 USB 接口 SIE、数据缓冲区、被动并行接口、异步串行接口、命令解释器、控制传输的协议处理器、通用的固件程序等。

      CH375 芯片内部具有 7 个物理端点。端点 0是默认端点,支持上传和下传,上传和下传缓冲区各是8B;端点1包括上传端点和下传端点,上传和下传缓冲区各是 8B,上传端点的端点号是81H,下传端点的端点号是 01H;端点2 包括上传端点和下传端点,上传和下传缓冲区各是 64B,上传端点的端点号是 82H,下传端点的端点号是 02H。主机端点包括输出端点和输入端点,输出和输入缓冲区各是64B,主机端点与端点2合用同一组缓冲区,主机端点的输出缓冲区就是端点2的上传缓冲区,主机端点的输入缓冲区就是端点2 的下传缓冲区。本系统就是利用批量端点2来下传数据到缓冲区,利用主机端点和端点1来上传数据到缓冲区。

      CH375芯片内置了标准的USB通讯协议,这就免去了开发人员因编写通讯协议而耗费的大量时间,方便了通讯的实现。尤其是其动态链接库提供的文件级接口,更是方便了数据的读写。

      2 系统硬件结构

      系统的工作过程是嵌入式医疗设备即下位机(PC104)于DOS状态下采集医疗信号送显示器显示,然后通过USB接口送上位机(PC主机)处理,上位机工作在Windows环境下[3,4]。

      系统选用带USB接口的PC104工业计算机主板,在开发过程中通过电源接口外接5V直流电源,通过显示器接口外接显示器,多功能接口外接键盘。为方便软件的更新,我们把下位机的工作程序写在优盘,外接于PC104主板的USB接口。

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