基于stm32處理器的醫(yī)用注射泵軟件結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)用注射栗是一種應(yīng)用于精密靜脈輸液、給藥的便攜式電子醫(yī)療設(shè)備。注射栗應(yīng)具備的功能有:設(shè)置輸液速度和輸液量、隨時(shí)更改輸液參數(shù)、程序預(yù)設(shè)和數(shù)據(jù)保存、對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警。由于注射栗的硬件系統(tǒng)資源有限，它的處理系統(tǒng)需具備可靠性高、實(shí)時(shí)性好、功耗低、操作方便等特點(diǎn)。
[0003]目前市場(chǎng)上的注射栗多采用8/16位單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心器件，該類單片機(jī)功能簡(jiǎn)單、接口有限。為了滿足復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，需要增加大量的外圍器件，因而造成系統(tǒng)體積、功耗及成本的增加。當(dāng)前基于8/16位單片機(jī)控制的注射栗，優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是集成度低，軟硬件負(fù)擔(dān)重、人機(jī)交互性差，致使現(xiàn)有注射栗存在的功能擴(kuò)展難、工作效率低、可靠性差等問(wèn)題。
[0004]因此亟需提供一種新型的醫(yī)用注射栗處理系統(tǒng)來(lái)解決上述問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，能夠方便醫(yī)用注射栗的調(diào)試和功能擴(kuò)展。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，以STM32處理器作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，其包括應(yīng)用層、系統(tǒng)軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應(yīng)用層包括按鍵檢測(cè)模塊、LCD顯示模塊、電機(jī)控制模塊、報(bào)警處理模塊、注射器檢測(cè)模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統(tǒng)軟件層包括移植于STM32處理器內(nèi)核的uC/OS-Π操作系統(tǒng)、uC/GUI圖形系統(tǒng)、設(shè)置于STM32處理器源程序中的異常與中斷處理模塊;CMSIS層為微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，為應(yīng)用層和系統(tǒng)軟件層提供接口、對(duì)硬件配置層的寄存器進(jìn)行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用配置程序。
[0007]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內(nèi)核的STM32F103ZET6處理器，其具有豐富的外設(shè)資源和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，無(wú)需復(fù)雜的外圍電路設(shè)計(jì)，使注射栗系統(tǒng)在功耗、可靠性方面都得到很大的改善。
[0008]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，uC/⑶I圖形系統(tǒng)是獨(dú)立于STM32處理器及硬件配置層中LCD控制器的圖形用戶接口，其包括uC/GU I用戶應(yīng)用程序、uC/GU I圖形系統(tǒng)、uC/GU I驅(qū)動(dòng)接口和uC/GUI移植程序，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示注射栗的各種參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，使操作者能夠?qū)崟r(shí)掌握注射栗的工作狀態(tài)，提供了良好的人機(jī)交互界面。
[0009]在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設(shè)層，硬件抽象層包括硬件平臺(tái)初始化程序，硬件外設(shè)層包括液晶屏接口配置程序、LCD控制器驅(qū)動(dòng)程序、及其它模塊驅(qū)動(dòng)程序。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以主流型STM32F103處理器作為平臺(tái)，使用UC/0S操作系統(tǒng)，借助GUI控件進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)，基于模塊化的軟件架構(gòu)人機(jī)交互好、占用資源少、可移植性強(qiáng)，方便注射栗的調(diào)試和功能擴(kuò)展，能夠滿足注射栗對(duì)多功能、易用界面、低功耗以及多任務(wù)的需求，使醫(yī)用注射栗的工作效率顯著提高、可靠性變強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013I請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例包括:
[0014]一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，以STM32處理器作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，其包括應(yīng)用層、系統(tǒng)軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應(yīng)用層包括按鍵檢測(cè)模塊、LCD顯示模塊、電機(jī)控制模塊、報(bào)警處理模塊、注射器檢測(cè)模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統(tǒng)軟件層包括移植于STM32處理器內(nèi)核的uC/OS- Π操作系統(tǒng)、uC/GUI圖形系統(tǒng)、設(shè)置于STM32處理器源程序中的異常與中斷處理模塊;CMSIS層為微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，為應(yīng)用層和系統(tǒng)軟件層提供接口、對(duì)硬件配置層的寄存器進(jìn)行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用配置程序。
[0015]所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內(nèi)核的STM32F103ZET6處理器，其具有豐富的外設(shè)資源和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，無(wú)需復(fù)雜的外圍電路設(shè)計(jì)，使注射栗系統(tǒng)在功耗、可靠性方面都得到很大的改善。另外，STM32處理器采用庫(kù)開(kāi)發(fā)方式，縮短了開(kāi)發(fā)周期，并將uC/OS-Π操作系統(tǒng)移植到STM32處理器內(nèi)核中。
[0016]uC/OS-Π操作系統(tǒng)是一種基于優(yōu)先級(jí)的可搶占式的硬實(shí)時(shí)內(nèi)核，代碼執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性好、可擴(kuò)展性強(qiáng)，其包括官方移植到Cotex-M3處理器的移植文件uC/0S-1I/Ports、uC/0S_II系統(tǒng)的源代碼文件uC/OS-11/Source、基于micrium官方評(píng)估板的CPU 移植代碼 uC/OS-11/CPU 等。
[0017]所述醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)在uC/OS-1I系統(tǒng)環(huán)境下移植uC/GUI嵌入式圖形系統(tǒng)，進(jìn)行用戶界面設(shè)計(jì)。uC/⑶I是一個(gè)獨(dú)立于處理器及硬件配置層中LCD控制器的圖形用戶接口，可以應(yīng)用于任何LCD的圖形顯示，其包括uC/GUI用戶應(yīng)用程序、uC/GUI圖形系統(tǒng)、uC/GUI驅(qū)動(dòng)接口和uC/GUI移植程序。
[0018]異常與中斷處理模塊在stm32fl0x_it.c源程序中實(shí)現(xiàn)各種中斷函數(shù)。所述CMSIS層(微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn))是專門(mén)針對(duì)Contex-M系列內(nèi)核，并由集成此款內(nèi)核的半導(dǎo)體廠家等共同遵循的一套軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，其包括Cotex-M3內(nèi)核外設(shè)訪問(wèn)層和STM32F10X設(shè)備外設(shè)訪問(wèn)層。CMSIS層起著承上啟下的作用，一方面該層對(duì)硬件配置層的寄存器進(jìn)行了統(tǒng)一的實(shí)現(xiàn)，屏蔽了不同廠商對(duì)Contex-M系列微處理器核內(nèi)外設(shè)寄存器的不同定義，另一方面又為上層的系統(tǒng)軟件層和應(yīng)用層提供接口，簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的難度，使開(kāi)發(fā)人員能夠在完全透明的情況下進(jìn)行一些應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設(shè)層。硬件抽象層包括硬件平臺(tái)初始化程序，主要對(duì)硬件平臺(tái)初始化，硬件外設(shè)層包括液晶屏接口配置程序和LCD控制器驅(qū)動(dòng)程序，以及其他模塊驅(qū)動(dòng)程序。
[0019]所述醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)的工作原理是系統(tǒng)軟件層通過(guò)uC/OS-1I系統(tǒng)建立任務(wù)，包括系統(tǒng)主任務(wù)、uC/GUI界面任務(wù)、鍵盤(pán)掃描任務(wù)、串口通信任務(wù)以及電機(jī)控制任務(wù)等，實(shí)現(xiàn)按鍵檢測(cè)、LCD顯示、電機(jī)控φ?」、報(bào)警處理、注射器檢測(cè)、電源管理和串口通信等功能模塊。uC/GUI界面程序，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)顯示注射栗的各種參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，如注射器規(guī)格、輸液速度、預(yù)輸液量、已輸液量、電池電量、注射運(yùn)行標(biāo)志及報(bào)警信息提示等，使操作者能夠?qū)崟r(shí)掌握注射栗的工作狀態(tài)，并提供良好的人機(jī)交互界面。異常與中斷處理模塊提供中斷服務(wù)程序，主要包括系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍處理函數(shù)SysTickHandlerO及其他中斷處理函數(shù)。系統(tǒng)軟件層對(duì)硬件配置層進(jìn)行控制，硬件抽象層的硬件平臺(tái)初始化程序，包括系統(tǒng)時(shí)鐘初始化、中斷源配置、顯示接口初始化、按鍵初始化等。
[0020]本發(fā)明提供了一種人機(jī)交互友好、占用資源少、可移植性強(qiáng)的基于模塊化的注射栗軟件結(jié)構(gòu)，以主流型STM32F103處理器作為平臺(tái)，使用UC/0S操作系統(tǒng)，借助⑶I控件進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)，采用基于模塊化的軟件設(shè)計(jì)，方便注射栗的調(diào)試和功能擴(kuò)展，能夠滿足注射栗對(duì)多功能、易用界面、低功耗以及多任務(wù)的需求，使醫(yī)用注射栗的工作效率顯著提高、可靠性變強(qiáng)。
[0021]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，其特征在于，以STM32處理器作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，其包括應(yīng)用層、系統(tǒng)軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應(yīng)用層包括按鍵檢測(cè)模塊、LCD顯示模塊、電機(jī)控制模塊、報(bào)警處理模塊、注射器檢測(cè)模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統(tǒng)軟件層包括移植于STM32處理器內(nèi)核的uC/OS-Π操作系統(tǒng)、uC/GUI圖形系統(tǒng)、設(shè)置于STM32處理器源程序中的異常與中斷處理模塊;CMSIS層為微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)，為應(yīng)用層和系統(tǒng)軟件層提供接口、對(duì)硬件配置層的寄存器進(jìn)行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫(xiě)驅(qū)動(dòng)與應(yīng)用配置程序。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內(nèi)核的STM32F103ZET6處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，其特征在于，uC/GUI圖形系統(tǒng)是獨(dú)立于STM32處理器及硬件配置層中IXD控制器的圖形用戶接口，其包括uC/GUI用戶應(yīng)用程序、uC/GUI圖形系統(tǒng)、uC/GUI驅(qū)動(dòng)接口和uC/GUI移植程序。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于STM32處理器的醫(yī)用注射栗軟件結(jié)構(gòu)，其特征在于，硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設(shè)層，硬件抽象層包括硬件平臺(tái)初始化程序，硬件外設(shè)層包括液晶屏接口配置程序、IXD控制器驅(qū)動(dòng)程序、及其它模塊驅(qū)動(dòng)程序。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于STM32處理器的醫(yī)用注射泵軟件結(jié)構(gòu)，包括應(yīng)用層、系統(tǒng)軟件層、CMSIS層、硬件配置層，系統(tǒng)軟件層包括移植于STM32處理器內(nèi)核的uC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)、uC/GUI圖形系統(tǒng)、設(shè)置于STM32處理器源程序中的異常與中斷處理模塊；應(yīng)用層包括按鍵檢測(cè)模塊、LCD顯示模塊、電機(jī)控制模塊、報(bào)警處理模塊、注射器檢測(cè)模塊、電源管理模塊、串口通信模塊；CMSIS層為微控制器軟件接口標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明以主流型STM32F103處理器作為平臺(tái)，使用UC/OS操作系統(tǒng)，借助GUI控件進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)，基于模塊化的軟件架構(gòu)人機(jī)交互好、占用資源少、可移植性強(qiáng)，方便注射泵的調(diào)試和功能擴(kuò)展。
【IPC分類】G06F19/00, G06F9/44
【公開(kāi)號(hào)】CN105573759
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510943486
【發(fā)明人】王婉, 胡林軍, 賀永亮, 劉振洗
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日