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皮肤流电响应监护系统与PC串口通信的设计方案
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2017-10-27
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随着信息化的高速发展，各种巨型医疗设备也朝着小型化和嵌入式方向发展，医疗监护信息的联网已经成为趋势。在这些信息中，病人的各种生理诊断信息［1］（ECG，EEG，EMG，ERG）以及皮肤流电响应GSR（Galvanic Skin Response）都是很重要的部分，如果能将每个病人的诊断信息都存储下来，并通过网络传输、共享，将给医疗诊断带来极大的方便。
本文自行研发的皮肤流电响应监护系统是基于C8051单片机芯片研制的一套GSR监护系统。这种监护系统将计算机PC与GSR下位机结合起来，使两者优势互补，且能够充分利用个人计算机强大的人机接口功能、丰富的应用软件、低廉的价格，组成高性能的PC-GSR监护管理系统。另外，考虑目前使用专业组态软件的成本仍然较高，且使用起来不够灵活，便利用VB下的MSComm通信控件实现GSR与PC之间的通信，开发了基于VB的GSR实时信号监护系统。
1 硬件部分
系统的硬件部分包括GSR信号适配电路、模数转换、单片机、串行输出电平转换等部分。其原理方框图如图1所示。PC-GSR监护系统的输出信号经过GSR信号适配电路转换后，由A/D转换电路在单片机（C8051）控制下，以固定的速率进行A/D采样，结果送至单片机，单片机再将数据通过串口传送给计算机PC。GSR信号适配电路如图2所示。
1.1 模数转换
GSR信号要通过串口传送，就必须先将GSR模拟量转换成数字量，设计中采用TI公司的8位模数转换集成电路TLC0820。使用读模式，其读模式时序图如图3。TLC0820的CS、RD信号连接到单片机的输出口P2.0、P2.1，D0~D7连接到单片机P0口。
1.2 单片机
在本设计中，单片机采用C8051，其中P0口用于读入数据，P2.0、P2.1用于控制模数转换的开始和结束。P2.2通过一个三极管驱动一个LED，用于指示是否进入连续采样状态，串行口用于数据的输出，输出的数据经过电平转换连接到PC机的串行口。
本文自行研发的皮肤流电响应监护系统是基于C8051单片机芯片研制的一套GSR监护系统。这种监护系统将计算机PC与GSR下位机结合起来，使两者优势互补，且能够充分利用个人计算机强大的人机接口功能、丰富的应用软件、低廉的价格，组成高性能的PC-GSR监护管理系统。另外，考虑目前使用专业组态软件的成本仍然较高，且使用起来不够灵活，便利用VB下的MSComm通信控件实现GSR与PC之间的通信，开发了基于VB的GSR实时信号监护系统。
1 硬件部分
系统的硬件部分包括GSR信号适配电路、模数转换、单片机、串行输出电平转换等部分。其原理方框图如图1所示。PC-GSR监护系统的输出信号经过GSR信号适配电路转换后，由A/D转换电路在单片机（C8051）控制下，以固定的速率进行A/D采样，结果送至单片机，单片机再将数据通过串口传送给计算机PC。GSR信号适配电路如图2所示。
1.1 模数转换
GSR信号要通过串口传送，就必须先将GSR模拟量转换成数字量，设计中采用TI公司的8位模数转换集成电路TLC0820。使用读模式，其读模式时序图如图3。TLC0820的CS、RD信号连接到单片机的输出口P2.0、P2.1，D0~D7连接到单片机P0口。
1.2 单片机
在本设计中，单片机采用C8051，其中P0口用于读入数据，P2.0、P2.1用于控制模数转换的开始和结束。P2.2通过一个三极管驱动一个LED，用于指示是否进入连续采样状态，串行口用于数据的输出，输出的数据经过电平转换连接到PC机的串行口。
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