文档介绍：信号采集卡驱动程序的设计知识
【提要】基干Microsoft[Windows98平台的网络睡眠监护系统利用VTOOLSD开发生理信号采集卡虚拟设备驱动程序(VxD}在VxO中实现IRQ的虚拟化钩拄中断处理程序实时处理硬件中断采集心电脑电等多路生理信号。这样可以充分发挥Win98的优势使得网络睡眠监护系统能够满足家庭保健和社区医疗的需求。
【关键词】
近20年来医学研究已证实,人类许多疾病的发生发展都与睡眠中的呼吸障碍有密切关系,对睡眠呼l蚁暂停综合症的研究已成为医学界广为匿视的新热点。网络睡眠监护系统通过前端机肄b电、脑电、口鼻腔呼气流、鼾声、胸腹呼吸运动、血压等多种模拟生理讯号进行实时采集,并将采集的结果送到中央监护仪r,还要对各种参数进行测量分析,从而为进~步研究睡眠呼吸暂停综合症提供了有效的手段。
为此,在前端机r计了多路生理信号的文时采集卡,数据采集卡与微SrL之问的连接是通过PC的AT总线,安装在AT扩展槽L}I实现对心电、脑电、口鼻腔气流、鼾声、胸腹呼吸运动、血压等多路模拟生理信号的实时采集处理。我们设计的网络睡眠监护系统是基于Win98操作系统之上的。但是Win98是一种多任务的操作系统,而且其本身完全接管了计算机的全部资源,如巾断和端口。因此不能用在DOS环境下的斤祛来实现采样:Int的80X86CPU系列芯片规定了0、1、2和3叫个级的执行代码町信度,Win98中只用到了dng0和dn93级。执行于dng0级的代码具有最高的町倍度,可直接对硬件、中断和文什系统进行物理访问,仅有操作系统及其部件被允许在dng0内执行。
而Win32应用程序的代码只在可信度最低的ring3内执行,其访问硬件的能力受到限制。rtualDeviceVxD(Vi Driver)是用朱扩展Wi操作系统功能的娄程序。VxD最初用来支持硬件设备的管理,它以DLL的形式链人Windows操作系统的核心层(ring0)。VxD运行在虚拟机管理器(VMM的监控之下,VMM是位于最底层的操作系统部件。VMM的任务是将构成系统的硬件虚拟化,分配应用程序执行的时间片并管理虚拟内存的事务。VxD主要解决不能被rin93层应用程序处理的一系列问题,所l以需要为牛卿信号采集卡开发相应的虚拟驱动程序,才能在Win98平台下采集多路生理信号。为了实现生理信号的多路采集,该采集卡具有阻下主要技术指标:可多达16路模拟信号输入,数据转换精度8位,数据采集速度10kHz;2)采集卡带有可预置时钟和定时控制;3) 采集卡与PC机通过AT总线完成数据传送。它的二r作原理是:利用ADC0816实现A/D转Intel8253定时触发A/D转换,将0816转换EOc作为中断源,并选择从8259的IRQlO为中断型号,采用中断方式将模数转换的结果通过AT总线传送给丰机。根据采集卡相应的参数,编写其虚拟驱动程序Xvxd以及相应的主控程序。xvxd主要负责采集数据、将数据保存存缓冲区,并通知主控程序取走数据;丰控程序则负责将采集的数据存盘并显示。。
VxD具有如xD事下几个特点: (1)存Win98系统中,VxD运行于’r0保护级,拥有对系统资