基于虚拟仪器技术的家用心电仪的设计

　　1.3无线通讯模块

　　无线通讯模块是联系可移动终端与虚拟分析仪的纽带，保证了系统的便携性与灵活性。选用APC220集成半双工微功率无线数据传输模块，该模块嵌入高速单片机和高性能射频芯片，为底层设置提供了通用接口，方便在线修改参数，无需编写复杂的设置与传输程序，大大提高了开发效率。其引脚定义如表1所示。

　　可移动终端与虚拟分析仪各配一块APC220模块，终端与APC220直接通过串口(RXD、TXD)连接，分析仪则通过TTL-USB转换器与APC220通讯。

　　1.4主控制器与显示模块

　　主控制器是整个可移动终端的核心，接收信息采集模块输出的波形，实现A/D转换与数据输出功能，选用51内核的单片机STC12C5A08 AD.STC12C5A08AD是一种低功耗、高性能的8位微控制器，具有8k字节Flash，1280字节RAM，内部集成8路10位高速A/D转换通道。显示模块选用点阵式图形液晶显示屏FYD12864，分辨率为128×64点，带中文字库。

　　主控制器电路包括时钟电路、复位电路、A/D接口电路、显示接口电路和串行通信电路(图5)。单片机通过P1.0(ADC0)口接收采集模块的输出信号;通过地址线(P2.3，P2.4)、数据线(P0口)、控制线(P2.0，P2.1，P2.2，P2.5)控制12864显示屏;通过串行口(P3.0，P3.1)与通讯模块相连。复位电路包括上电复位与按键复位;晶振的时钟频率选为11.0592MHz，确保精确的通信波特率。

　　图5 主控制器及其接口电路原理图

　　STC12C5A08AD兼容标准8051指令系统，采用工程上普遍使用的C51语言来编写程序。主要包括A/D转换、串口发送和波形显示。

　　首先设置串口的工作方式、波特率，选择STC12C5A08AD自带的A/D转换通道ADC0，定义其工作在单端方式，通过定时器溢出触发方式来启动A/D转换，待转换完成自动进入中断服务程序，将结果存入RAM.再将RAM中的数据写入串口缓存器SBUF，完成串口发送。程序流程如图6所示。

　　图6 A/D转换与串口通信程序流程图

　　图7 波形显示程序流程图

　　波形显示主要通过定时刷新液晶屏图片的方式来实现。屏幕横轴表示时间刻度，纵轴表示电压值;根据横向分辨率定义一个长度为128的数组。每隔一定的时间，根据当前RAM存入的数据a点亮坐标(1，a)，同时将之前点亮的点全体向右移动一格，并将数组长度减1.待数组长度减至0，则清屏重新开始，如此往复循环。程序流程如图7所示。

　　2虚拟分析仪

　　虚拟分析仪包括无线通讯模块与计算机，无线通讯模块在1.3小节中已有详细介绍，计算机为普通家用计算机。该部分是整个系统的枢纽，承担着信息展示、综合分析与资源发布等功能，通过LabVIEW软件编程实现，其功能结构与工作流程如图8所示。

　　图8 虚拟分析仪结构图