呼吸机开发&stm32_III

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上式中，P}t是呼吸机实际输出压力，pse}是设定压力，Q}是漏气量，k,是
实验测定的补偿系数，与呼吸软管有关。经过漏气补偿后，不存在漏气时，呼
吸机输出压力等于设定压力:存在漏气时，呼吸机输出压力大于设定压力，输
出压力和设定压力的差值补偿了呼吸软管中的压降，即使存在较大漏气量，面
罩处的压力值仍能保持在设定值，保证了治疗效果。

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4.2.4低通气检测
在一个呼吸触发周期完成后，系统记录了完整吸气波形，分析该波形可实
现低通气检测。当出现低通气时，吸气潮气量降低50%以上，且吸气流量波形
改变。如图4-12所示，图上部是正常吸气波形，图下部是低通气时吸气波形。

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5.4.3 SPI通信任务设计
实时控制核心STM32F407和远程医疗核心S3C2416之间通过SPI总线通
信。S3C2416作为SPI主机，STM32F407作为SPI从机。通信开始时，S3C2416
把片选信号SS置低电平，通知STM32F407数据帧开始。STM32F407检测到
SS的下降沿后，初始化接收指针并开始接收数据帧。STM32F407根据数据帧
内写命令或读命令，继续接收数据帧或向S3C2416回复其请求的指定地址的数
据。通信结束时，S3C2416把片选信号SS置高电平，通知STM32F407通信结
束，ST'M32F407检测到SS的上升沿后，完成数据帧的处理。SPI通信流程图
如图5-5所示。

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STM32F407主动通信时，首先在PD1引脚上产生一个低电平脉冲，表示
向S3C2416发起通信请求。S3C2416检测到该脉冲后，作为SPI主机进行一次
通信，读取STM32F407固定地址的数据，以获取STM32F407的通信目的和操
作地址。S3C2416根据STM32F407的通信目的，进行一次写数据或读数据，写
数据向STM32F407指定操作地址写入其请求的数据，读数据把STM32F407指
定操作地址上需要主动刷新的数据传输至S3C2416o STM32F407主动进行SPI
通信流程图如图5-6所示。

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5.5软件可靠性设计
5.5.1软件看门狗
在应用程序正常执行时，每个任务都有最长执行周期，如果一个任务出现
异常无法正常执行，软件看门狗可检测到这一异常，并通过硬件看门狗复位处
理器。在前后台系统中，通常在程序初始化函数中启动硬件看门狗，并在程序
主循环中重置看门狗计数器，即进行喂狗操作。在}.C/OS-II多任务环境下，只
要有一个任务出现异常，就应停止喂狗并复位处理器。如果在每个任务中进行
直接喂狗操作，即使某任务出现异常而停止喂狗，因为其它任务仍然正常喂狗，
看门狗计数器不会溢出，无法复位处理器。
为实现多任务环境下可靠的看门狗，本系统使用软硬件看门狗结合的方式。
系统启动后，使能硬件看门狗，为每个任务设置一个软件看门狗计数器，并根
据任务最长执行周期设置软件看门狗计数器初始值。当任务正常执行时，任务
会周期性地把软件看门狗计数器重置为初始值，即进行软件喂狗操作。在系统

只看该作者 · 2018-10-10 17:14

滴答时钟钩子函数中，对每个任务的软件看门狗计数器进行递减操作，并重置
硬件看门狗计数器，即进行硬件喂狗操作。如果一个任务的软件看门狗计数器
递减到零，说明该任务出现异常，没有正常进行软件喂狗操作。此时应停止硬
件喂狗操作，等待硬件看门狗计数器溢出并复位处理器。滴答时钟钩子函数看
门狗处理流程图如图5-7(a)所示，应用任务看门狗处理流程图如图5-7(b)所示。

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以下无干货………………

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7.1.2漏气量测是效果测试
漏气量测量是漏气补偿的基础，为了测试本系统漏气量测量效果，使用气
体阀门调节面罩处漏气量，从O.OL/min递增至40.OL/min，步长S.OL/min，把本
系统漏气量测量结果和气流分析仪测量结果对比，测试结果如表7-2所示。

只看该作者 · 2018-10-10 17:18

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从测试结果可知，不存在漏气时，开启和关闭漏气补偿功能，面罩处压力
均可保持在设定压力。存在漏气且不使用漏气补偿时，呼吸软管中压降导致面
罩处压力比设定压力低，在同一漏气量、不同设定压力时该误差近似相等，在
同一设定压力、不同漏气量时，该误差随漏气量增大而增大，最大误差达
士”cmHzO;存在漏气且使用漏气补偿时，不同漏气量、不同设定压力时均可
补偿该误差，最大误差不超过士0.2cmH20 0

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从图中可以看出，吸气时压力为11.OcmHzO，在呼气开始时立刻把压力降
低3.ScmH20至7.ScmHzO，呼气结束后压力恢复正常治疗压力11.OcmHZO。主
动压力释放和模拟肺呼吸动作的同步性较好，释放压力值控制准确。