采用USB接口的心电图热敏打印机系统设计 (4)

　　软件的主要功能是接收来自主机(心电图机)通过USB口发来的数据，然后判断数据的内容，根据指定的通信协议进行处理。数据包括三种情况：控制命令、心电图数据和字符。对于心电图数据，首先要判断是几导打印(本设计中分为同时打印1、3、6和12导四种情况)，然后将接收到的数据映射成点，通过SPI口，以串行方式送至打印头的缓冲区进行打印；如果有字符，则从外扩的DATAFLASH中取出各字符的字形码，并进行转换．然后送往打印头的缓冲区进行打印；如果数据是控制命令，则转到相应控制命令的执行程序。

      在对打印头传送数据时，使用了ARM控制器的SPI口，因ARM只需向打印头单向传送数据，仅是主从式工作方式，所以只要通过3根线——时钟线(SPKCLK)、数据输出线(SPIMOSI)、片选线(CS)进行通信，内部通过SPIDAT寄存器完成转换。打印机有3种打印速度可供用户选用：50 mm／s、25 mm／s和12．5 mm／s。当采用最高的50 mm／s速度打印时，必须保证电机走纸内打印头数据已经传送到打印头。普通8位单片机此时就不能满足要求，这就是本设计采用ARM的原因之一。图6是打印头的加热控制时序图。

      软件设计中的另一个关键技术就是将打印数据映射成点，再打印到纸上。映射的点必须和打印纸上的点一一对应，所以合理分配每导在打印纸上的空间就十分重要，既要分配充分，又不能相互重叠。打印纸的宽度是216ms，与1728个点相对应，12导可以成行排列同时打印。

      图7是标准心电波形图

      由图7可以看出，心电波形图绝大部分都在基线的一边，故相邻的导联波形在一侧可以共用部分空间，而不至于导联波形重叠。程序框图和程序在此省略。

结语

      本设计充分利用了ARM芯片AT91sAM7S64的资源，完成了采用USB借口技术的热敏打印机的开发，并对打印机头作了充分的保护。通过采用响应的算法实现了心电图的高达12导联的多导同时打印，在实际应用中效果良好。