本文重点介绍使用Cortex-M3系列芯片设计两用急救急救呼吸机。续气道正压通气CPAP用于睡眠模式，急救模式分为两种不同的成人和儿童急救模式。呼吸机控制器解决了与患者睡眠相关的呼吸问题，并且还便于在家中或现场进行急救。时，呼吸机可以与主机通信，将患者的呼吸参数下载到上位机，并通过网络方便医生的咨询。键词：第一睡眠呼吸护理的Cortex-M3 CPAP中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）04-0022-02现有的数据高达48万中国在中国患有昏昏欲睡的呼吸障碍疾病，其中阻塞性睡眠呼吸暂停是一种非常常见的睡眠呼吸障碍，是患者在睡眠期间反复呼吸停止的状况。道瘫痪。OSA患者通常具有高血压和心脏病的高发率。于他们在夜间频繁醒来，患者容易疲劳，白天无法集中注意力并对他们的生活产生重大影响。外，如果发生火灾或洪水导致呼吸窒息，传统方法将采用人工呼吸治疗，但人工呼吸有时会因手术不当或缺乏而引起患者的其他疾病。生。此，本主题为睡眠和急救提供双功能呼吸机。睡眠模式中使用连续正压（CPAP）方法。于其卓越的无创和治疗效果，持续气道正压通气是治疗OSA最常用的手段：患者佩戴面罩，呼吸机通过鼻腔通道提供稳定的正压气流到上呼吸道。持上呼吸道的开放状态以治疗睡眠呼吸暂停。Cortex-M3内核和LM3S811简介Cortex-M3是第一款基于ARMv7-M架构的标准32位处理器，具有低功耗，短中断延迟和低调试成本。结构特征在于处理器核，嵌套向量中断控制器（NVIC），存储器保护单元（MPU），总线接口单元和跟踪调试单元。核使用哈佛架构的三步管道内核和ARM内核调试跟踪架构，以实现低成本的跟踪调试。
LM3S811是基于Cortex-M3的微控制器，具有以下特性：50 MHz工作频率，内置嵌入式集成中断控制器，26个中断，8个优先级，存储器保护单元（MPU），精度二进制操作：64 KB单闪存储器，8K单访问SRAM，3个通用定时器模块，SSI同步串行接口，2个完全可编程UART，4个CAN通道10个位，1个内置模拟比较器; CII; 3个PWM信号发生模块，最多1到32个GPIO。
统硬件结构系统结构本文档中的风扇控制器系统由单片机和各种外围设备组成。Cortex-M3系列的高端单片机作为中央处理芯片，通过其内部丰富的外围接口接口，实现风扇控制器系统功能框图的设计如下： （图1）系统可分为三个部分。一部分是控制器的核心，LM3S811处理器，时钟频率为50 MHz，可以高速处理测量，显示和控制任务。二部分是LM3S811最小系统，包括电源转换模块;外部引脚复位和低损耗（LDO）用于确保主CPU的可靠复位，UART串行端口用于与主机建立通信，JTAG调试接口完成。载和调试程序的功能。三部分是实现测量，显示和控制的外围电路。控制器实现测量数据的处理，显示和控制。
LCD显示模块补充了压力曲线，功能选择状态和数字显示。盘接受用户的操作，这反映在工作模式和菜单的变化上。晶屏。拟测量模块用于测量0V至3V的气道压力（电压信号转换为精确到10位的数字量，然后数字量恢复到气道的压力值。CPU显示并动态显示在LCD显示器上硬件选择本设计中使用的CPAP专用直流无刷电机用作压力发生器。种快速响应，低惯量电机是出口压力在4到20 cm H2O之间。力波动范围可控制在±2 cm H2O之间。之间。刷直流电机驱动器选择型号MC33035和MC33039。者的结合使得可以实现无刷直流电机的闭环速度控制，MC33035是电机控制芯片，MC33039是电机的闭环速度控制。LCD屏幕选择240RGB x 320 TFT格式，恒温阀芯控制芯片为ILI9325，LCD接口选择8位系统接口。力传感器是飞思卡尔MPXV5004G系列的一部分，具有良好的线性输出特性。测量的压力范围在0到3.92KPA之间，即0~400mm H2O，相应的压力输出在1.0到4.9V之间。统结构软件本系统的软件采用KEILC语言在建筑环境Keil4为AMR编写和调试，并采用了Stellaris驱动程序库计划，该计划的主要功能，方便使用的设备。件的一般结构软件采用模块化设计和模块化设计方法，可以明确软件的综合结构，同时减少调试工作量和软件编写过程中的难点。件的一般设计结构如图2所示。件设计中的功能选择使用外部主轴中断。可以在LCD上显示指示其是睡眠模式还是紧急模式的LED指示灯。睡眠模式中选择功能也是使用外部引脚中断在成人紧急模式和儿童紧急模式之间切换。个主程序设计为大循环加上小中断模式。完整周期中，执行AD检测转换，LCD显示更新，电机速度控制和与主计算机的通信，以检测压力值是否超过警报线。过选择功能模式的小中断，主程序使用两个外部主轴中断和一个定时器中断，以及看门狗定时器的中断。吸频率测量呼吸率定义为每分钟完成呼吸的次数。时器1用于计时1ms，并且通过计算呼吸循环中1ms的数量来获得呼吸速率的T周期。吸速率通过以下公式获得:(时间/分钟）。量呼吸率的方法如下图3所示。测并控制气道压力以进入睡眠模式，其使用持续气道正压（CPAP）。据要求，患者通过连续皮瓣正气流系统自发呼吸。
压气流大于吸气流量和呼气。
膜系统对呼出气流提供一些阻力，使得吸气阶段和呼气阶段期间的气道压力大于大气压。过气道压力测量和控制系统始终调节正压气流的流速，以便将气道压力基本保持恒定在预设的CPAP水平。机后，进入睡眠模式和默认CPAP值（通常为2~10cmH2O）。感觉到期时，风扇启动。感器检测呼吸道中的压力并将其传输到微处理器LM3S811。处理器根据压力值发送PWM。
整发动机转速以保持恒定的CPAP水平。超过预定的CPAP水平一段时间时，启动警报模块。于检测气道压力和输出电压值的传感器转换公式为：Vs为传感器供电电压，p为气道压力值，单位为Kpa和VFss是错误，通常为1.5。按钮激活紧急模式（默认模式为成人急救模式）。救原理类似于人工呼吸，其间歇性地吹气道。人的呼吸频率约为20倍，而儿童的呼吸率约为25倍。据这两种模式定义不同的模式。也可以按按钮选择此模式。
此模式下设置电极是通过模块Timer 0和PWM2的组合完成的。机接口和实验结果本文档的主机接口由Visual C 设计。部和上部计算机通过R232进行通信。时压力曲线，流量曲线和压力值可以显示在主机上。操作过程中，下位机根据设定的参数开始驱动电机，通过传感器收集压力，然后通过串口将收集的气道压力传送到上位机，执行沟通，完成实时数据曲线并存储历史数据。数据库中。扇参数的远程监控以网页上的曲线形式完成，从而实现医疗资源的共享。面的图4和图5说明了下呼吸机定位装置的示范效果：结论本文提出了一种基于传统正压CPAP模式的紧急呼吸机的设计方案。续不断。救模式基于呼吸率。同类型分为不同模式，具有良好的实用性。文还讨论了系统设计中硬件的选择，并选择了基于ARM Cortex-M3内核的LM3S811微处理器，从而降低了成本和可靠性。扇便于家庭和旅行，并提供良好的市场前景。考文献[1]曹鄂洪，童茂荣。眠呼吸暂停综合征的诊断和治疗手册[M]。京：南京出版社。
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