Microcontroller
Download
1 / 70

Microcontroller - PowerPoint PPT Presentation


  • 193 Views
  • Uploaded on

Microcontroller. Fordele ved anvendelse af microcontroller Teori Informationsflow i microcontrolleren Anvendelses muligheder Implementering. Fordel ved anvendelse af microcontroller. Den tænkende enhed så tæt på patienten som muligt Indbygget ADC samt mulighed for descimering af signalet.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Microcontroller' - kiayada-webb


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Microcontroller
Microcontroller

  • Fordele ved anvendelse af microcontroller

  • Teori

  • Informationsflow i microcontrolleren

  • Anvendelses muligheder

  • Implementering


Fordel ved anvendelse af microcontroller
Fordel ved anvendelse af microcontroller

  • Den tænkende enhed så tæt på patienten som muligt

  • Indbygget ADC samt mulighed for descimering af signalet


Teori omkring microcontrolleren
Teori omkring microcontrolleren

  • CPU´en bygger på en von Neuman arkitektur:


Von neuman arkitektur
Von Neuman arkitektur

  • CPU´ens bestanddele:

    • Kontrolenhed: hentning af instruktioner

    • Aritmetisk logisk enhed (ALU): udfører simple beregninger

    • Lager: midlertidig lagring af data

    • Reserverede resigtre:

      • Program counter (PC)

      • Instruction register (IR)

  • Datastien i en von Neuman maskine



  • Informationsflow i microcontrolleren1
    Informationsflow i microcontrolleren

    • ADC´en består af en multiplexer -> der kan samples fra flere kanaler

    • Har desuden en sample-and-hold funktion -> signalet forbliver kontinuert

    • ADC´en består af en multiplexer -> der kan samples fra flere kanaler


    Anvendelses muligheder
    Anvendelses muligheder

    • Der er utallige muligheder for anvendelse af microcontrolleren

    • Signalbehandling:

      • Differentiering af EKG

      • Pulsberegning

      • Digital filtrering

  • Et eksempel på hvorledes et digitalt filter kan implementeres i microcontrollren


  • Eksempel digital filtrering
    EKSEMPEL: Digital filtrering

    • Valg af IIR-filter eller FIR-filter.

    • Designet udføres vha. Matlab

    • Valg af pas- og stopband frekvensgrænser samt max ripple i pas- og stopband

    • Vælg Butterworth, Chebychev type I eller II, elliptisk

    • Ud fra de valgte koefficienter, kan overføringsfunktionen findes


    Eksempel digital filtrering1
    EKSEMPEL: Digital filtrering

    • Overføringsfunktionen:

    • Differensligningen:


    Eksempel digital filtrering2
    EKSEMPEL: Digital filtrering

    • Overskueliggørelse via blokdiagram

    • To metoder Direct Form I og II

    • Beregninger kan desuden mindskes ved, at inddele i 2. ordens sektioner i kaskade struktur


    Eksempel digital filtrering3
    EKSEMPEL: Digital filtrering

    • Stabilitetsforhold kan undersøges via pol/ nulpunktsdiagram

    • Implementering af det

      digitale filter i

      microcontrolleren


    Implementering
    Implementering

    • Primær anvendelse: ADC

    • Konstruktion af processer der står for kommunikationen med PC


    Adc protokol
    ADC protokol

    • 10 datapunkter fra hver afledning

    void ADC_protokol(unsigned int ADCresult0[])

    {

    int j;

    for(j=0; j<10; j++){

    while ((IFG1 & UTXIFG0)==0);

    TXBUF0 = ADCresult0[j]>>4;

    }

    }

    • Genereres et interrupt hvergang transmitbufferen er tom


    Interrupts
    Interrupts

    • Opsætning af timer, UART, ADC, porte standsning af WDT

    • 3 interrupt service rutiner:

    • Timer A

      • Starter konverteringen

  • ADC12

    • Konverteret data flyttes

    • Funktionskald af UART_TX

    • Funktionskald af ADC_protokol


  • Interrupts1
    Interrupts

    • UART receive

      • Overfører modtaget karakter til array

    int UART_RX(char receive_buffer[])

    {

    int status = 0;

    if(strcmp(receive_buffer, "startMON") == 0){

    TACTL |= MC_1;

    status =1;

    return status;

    }

    }


    Interrupts2
    Interrupts

    • Værdien af status undersøges, og funktionen kaldes med med tilhørende argument

    void UART_TX(char send_buffer[4])

    {

    int i = 0;

    while(i<4){

    while((IFG1 & UTXIFG0)== 0);

    TXBUF0 = send_buffer[i];

    i++;

    }

    }

    • A/D-konverteringen kan herefter påbegyndes


    GUI

    Labview




    Muligheder p pc en
    Muligheder på PC’en

    • Yderligere konditionering af signal

    • Ressourcekrævende beregninger

    • Data præsentation

    • Kommunikation/styring af ekstern hardware

    • Grafisk brugerinteraktion

    • Datalagring


    Krav til gui
    Krav til GUI

    Opbygning


    Krav til gui1
    Krav til GUI

    Funktionalitet

    • Kommunikation m. MC

    • Visning

    • Pulsberegning

    • Alarm

    • Patientoprettelse

    • Datalagring/hentning







    Uart rx
    UART RX

    • 4 bytes modtaget?

    • Send kommando

    • Modtag 3x10 nye pkt.

    • Lav tre lister med 10 pkt.


    Vis ekg
    Vis EKG

    • Filtrering af valgte afledning


    Pulsberegning
    Pulsberegning

    • Øjeblikspuls/gennemsnitspuls

    • Stabilitet/kontinuitet

    • HRV/pulsudvikling




    Filstruktur
    Filstruktur

    • C:\EKGMonitorering

    • \System: kildekode m.m.

    • \Patienter: patientinfo + data

    • \monitorer: Info om monitorerne



    Tilf j patient rettelser
    Tilføj patient/rettelser

    • Test CPR.Nr

    • Tilføj nye rettelser el.

    • Opret patient

    • Opdater patientlister


    Slet patient
    Slet patient

    • Hent patient fra liste

    • Bruger bekræftelse

    • Slet patient






    Reflektion
    Reflektion

    • Anvende digital filtrering på MC’en

      • Nemt at implementere og ændre

    • Ændre knækfrekvens

      • 150Hz => 40Hz

    • Ændre pulsberegningsmodulet

      • +1 sek når der intet pulsslag registres


    Perspektivering
    Perspektivering

    • HRV

      • Anvendelig for læger

      • Nem at implementere i systemet

    • Pacemakerspikes

      • Samplerate ca. 4 kHz

    • Elektronisk patientjournal

      • Standard for patientdata skal kendes


    Konklusion
    Konklusion

    • Vise de 3 afledninger

    • Alarmer for asystoli, bradykardi og takykardi

    • Søge i data for sidste døgn

    • Ved vidre arbejde på systemet, vil det kunne anvendes som monitorerings-system på kardiologisk afdeling


    GUI

    Labview




    Muligheder p pc en1
    Muligheder på PC’en

    • Yderligere konditionering af signal

    • Ressourcekrævende beregninger

    • Data præsentation

    • Kommunikation/styring af ekstern hardware

    • Grafisk brugerinteraktion

    • Datalagring


    Krav til gui2
    Krav til GUI

    Opbygning


    Krav til gui3
    Krav til GUI

    Funktionalitet

    • Kommunikation m. MC

    • Visning

    • Pulsberegning

    • Alarm

    • Patientoprettelse

    • Datalagring/hentning







    Uart rx1
    UART RX

    • 4 bytes modtaget?

    • Send kommando

    • Modtag 3x10 nye pkt.

    • Lav tre lister med 10 pkt.


    Vis ekg2
    Vis EKG

    • Filtrering af valgte afledning


    Pulsberegning2
    Pulsberegning

    • Øjeblikspuls/gennemsnitspuls

    • Stabilitet/kontinuitet

    • HRV/pulsudvikling




    Filstruktur1
    Filstruktur

    • C:\EKGMonitorering

    • \System: kildekode m.m.

    • \Patienter: patientinfo + data

    • \monitorer: Info om monitorerne



    Tilf j patient rettelser1
    Tilføj patient/rettelser

    • Test CPR.Nr

    • Tilføj nye rettelser el.

    • Opret patient

    • Opdater patientlister


    Slet patient1
    Slet patient

    • Hent patient fra liste

    • Bruger bekræftelse

    • Slet patient






    Reflektion1
    Reflektion

    • Anvende digital filtrering på MC’en

      • Nemt at implementere og ændre

    • Ændre knækfrekvens

      • 150Hz => 40Hz

    • Ændre pulsberegningsmodulet

      • +1 sek når der intet pulsslag registres


    Perspektivering1
    Perspektivering

    • HRV

      • Anvendelig for læger

      • Nem at implementere i systemet

    • Pacemakerspikes

      • Samplerate ca. 4 kHz

    • Elektronisk patientjournal

      • Standard for patientdata skal kendes


    Konklusion1
    Konklusion

    • Vise de 3 afledninger

    • Alarmer for asystoli, bradykardi og takykardi

    • Søge i data for sidste døgn

    • Ved vidre arbejde på systemet, vil det kunne anvendes som monitorerings-system på kardiologisk afdeling


    ad