基于stm32處理器的醫用注射泵軟件結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫用注射栗軟件結構領域，特別是涉及一種基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構。
【背景技術】
[0002]醫用注射栗是一種應用于精密靜脈輸液、給藥的便攜式電子醫療設備。注射栗應具備的功能有:設置輸液速度和輸液量、隨時更改輸液參數、程序預設和數據保存、對異常情況進行報警。由于注射栗的硬件系統資源有限，它的處理系統需具備可靠性高、實時性好、功耗低、操作方便等特點。
[0003]目前市場上的注射栗多采用8/16位單片機作為控制系統的核心器件，該類單片機功能簡單、接口有限。為了滿足復雜系統的設計要求，需要增加大量的外圍器件，因而造成系統體積、功耗及成本的增加。當前基于8/16位單片機控制的注射栗，優點是設計簡單，價格便宜，缺點是集成度低，軟硬件負擔重、人機交互性差，致使現有注射栗存在的功能擴展難、工作效率低、可靠性差等問題。
[0004]因此亟需提供一種新型的醫用注射栗處理系統來解決上述問題。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題是提供一種基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，能夠方便醫用注射栗的調試和功能擴展。
[0006]為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是:提供一種基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，以STM32處理器作為設計平臺，其包括應用層、系統軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應用層包括按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、電機控制模塊、報警處理模塊、注射器檢測模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統軟件層包括移植于STM32處理器內核的uC/OS-Π操作系統、uC/GUI圖形系統、設置于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準，為應用層和系統軟件層提供接口、對硬件配置層的寄存器進行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫驅動與應用配置程序。
[0007]在本發明一個較佳實施例中，所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內核的STM32F103ZET6處理器，其具有豐富的外設資源和強大的數據處理能力，無需復雜的外圍電路設計，使注射栗系統在功耗、可靠性方面都得到很大的改善。
[0008]在本發明一個較佳實施例中，uC/⑶I圖形系統是獨立于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用戶應用程序、uC/GU I圖形系統、uC/GU I驅動接口和uC/GUI移植程序，實現了實時顯示注射栗的各種參數和運行狀態，使操作者能夠實時掌握注射栗的工作狀態，提供了良好的人機交互界面。
[0009]在本發明一個較佳實施例中，硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設層，硬件抽象層包括硬件平臺初始化程序，硬件外設層包括液晶屏接口配置程序、LCD控制器驅動程序、及其它模塊驅動程序。
[0010]本發明的有益效果是:本發明以主流型STM32F103處理器作為平臺，使用UC/0S操作系統，借助GUI控件進行界面開發，基于模塊化的軟件架構人機交互好、占用資源少、可移植性強，方便注射栗的調試和功能擴展，能夠滿足注射栗對多功能、易用界面、低功耗以及多任務的需求，使醫用注射栗的工作效率顯著提高、可靠性變強。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構一較佳實施例的結構框圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0013I請參閱圖1，本發明實施例包括:
[0014]一種基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，以STM32處理器作為設計平臺，其包括應用層、系統軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應用層包括按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、電機控制模塊、報警處理模塊、注射器檢測模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統軟件層包括移植于STM32處理器內核的uC/OS- Π操作系統、uC/GUI圖形系統、設置于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準，為應用層和系統軟件層提供接口、對硬件配置層的寄存器進行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫驅動與應用配置程序。
[0015]所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內核的STM32F103ZET6處理器，其具有豐富的外設資源和強大的數據處理能力，無需復雜的外圍電路設計，使注射栗系統在功耗、可靠性方面都得到很大的改善。另外，STM32處理器采用庫開發方式，縮短了開發周期，并將uC/OS-Π操作系統移植到STM32處理器內核中。
[0016]uC/OS-Π操作系統是一種基于優先級的可搶占式的硬實時內核，代碼執行效率高、占用空間小、實時性好、可擴展性強，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系統的源代碼文件uC/OS-11/Source、基于micrium官方評估板的CPU 移植代碼 uC/OS-11/CPU 等。
[0017]所述醫用注射栗軟件結構在uC/OS-1I系統環境下移植uC/GUI嵌入式圖形系統，進行用戶界面設計。uC/⑶I是一個獨立于處理器及硬件配置層中LCD控制器的圖形用戶接口，可以應用于任何LCD的圖形顯示，其包括uC/GUI用戶應用程序、uC/GUI圖形系統、uC/GUI驅動接口和uC/GUI移植程序。
[0018]異常與中斷處理模塊在stm32fl0x_it.c源程序中實現各種中斷函數。所述CMSIS層(微控制器軟件接口標準)是專門針對Contex-M系列內核，并由集成此款內核的半導體廠家等共同遵循的一套軟件接口標準，其包括Cotex-M3內核外設訪問層和STM32F10X設備外設訪問層。CMSIS層起著承上啟下的作用，一方面該層對硬件配置層的寄存器進行了統一的實現，屏蔽了不同廠商對Contex-M系列微處理器核內外設寄存器的不同定義，另一方面又為上層的系統軟件層和應用層提供接口，簡化了應用程序開發的難度，使開發人員能夠在完全透明的情況下進行一些應用程序的開發。硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設層。硬件抽象層包括硬件平臺初始化程序，主要對硬件平臺初始化，硬件外設層包括液晶屏接口配置程序和LCD控制器驅動程序，以及其他模塊驅動程序。
[0019]所述醫用注射栗軟件結構的工作原理是系統軟件層通過uC/OS-1I系統建立任務，包括系統主任務、uC/GUI界面任務、鍵盤掃描任務、串口通信任務以及電機控制任務等，實現按鍵檢測、LCD顯示、電機控φ?」、報警處理、注射器檢測、電源管理和串口通信等功能模塊。uC/GUI界面程序，實現實時顯示注射栗的各種參數和運行狀態，如注射器規格、輸液速度、預輸液量、已輸液量、電池電量、注射運行標志及報警信息提示等，使操作者能夠實時掌握注射栗的工作狀態，并提供良好的人機交互界面。異常與中斷處理模塊提供中斷服務程序，主要包括系統時鐘節拍處理函數SysTickHandlerO及其他中斷處理函數。系統軟件層對硬件配置層進行控制，硬件抽象層的硬件平臺初始化程序，包括系統時鐘初始化、中斷源配置、顯示接口初始化、按鍵初始化等。
[0020]本發明提供了一種人機交互友好、占用資源少、可移植性強的基于模塊化的注射栗軟件結構，以主流型STM32F103處理器作為平臺，使用UC/0S操作系統，借助⑶I控件進行界面開發，采用基于模塊化的軟件設計，方便注射栗的調試和功能擴展，能夠滿足注射栗對多功能、易用界面、低功耗以及多任務的需求，使醫用注射栗的工作效率顯著提高、可靠性變強。
[0021]以上所述僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，其特征在于，以STM32處理器作為設計平臺，其包括應用層、系統軟件層、CMSIS層、硬件配置層，其中應用層包括按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、電機控制模塊、報警處理模塊、注射器檢測模塊、電源管理模塊、串口通信模塊;系統軟件層包括移植于STM32處理器內核的uC/OS-Π操作系統、uC/GUI圖形系統、設置于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準，為應用層和系統軟件層提供接口、對硬件配置層的寄存器進行定義;硬件配置層為STM32處理器的外圍硬件編寫驅動與應用配置程序。2.根據權利要求1所述的基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，其特征在于，所述STM32處理器采用ARM Cotex M3內核的STM32F103ZET6處理器。3.根據權利要求1所述的基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，其特征在于，uC/GUI圖形系統是獨立于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用戶應用程序、uC/GUI圖形系統、uC/GUI驅動接口和uC/GUI移植程序。4.根據權利要求1所述的基于STM32處理器的醫用注射栗軟件結構，其特征在于，硬件配置層包括硬件抽象層、硬件外設層，硬件抽象層包括硬件平臺初始化程序，硬件外設層包括液晶屏接口配置程序、IXD控制器驅動程序、及其它模塊驅動程序。
【專利摘要】本發明公開了一種基于STM32處理器的醫用注射泵軟件結構，包括應用層、系統軟件層、CMSIS層、硬件配置層，系統軟件層包括移植于STM32處理器內核的uC/OS-Ⅱ操作系統、uC/GUI圖形系統、設置于STM32處理器源程序中的異常與中斷處理模塊；應用層包括按鍵檢測模塊、LCD顯示模塊、電機控制模塊、報警處理模塊、注射器檢測模塊、電源管理模塊、串口通信模塊；CMSIS層為微控制器軟件接口標準。本發明以主流型STM32F103處理器作為平臺，使用UC/OS操作系統，借助GUI控件進行界面開發，基于模塊化的軟件架構人機交互好、占用資源少、可移植性強，方便注射泵的調試和功能擴展。
【IPC分類】G06F19/00, G06F9/44
【公開號】CN105573759
【申請號】CN201510943486
【發明人】王婉, 胡林軍, 賀永亮, 劉振洗
【申請人】中國電子科技集團公司第四十一研究所
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月15日