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老年人监护系统由一个社区监控中心及若干便携式监护仪组成,便携式监护仪可由老年人随身携带,时刻监测老年人的脉象。便携式监护仪的基本功能要求如下: a、通过在老年人手腕上佩戴的压电传感器检测脉搏信号,并根据脉搏信号来测算心脏功能是否异常,若异常,则自动向社区监
老年人监护系统由一个社区监控中心及若干便携式监护仪组成,便携式监护仪可由老年人随身携带,时刻监测老年人的脉象。便携式监护仪的基本功能要求如下: a、通过在老年人手腕上佩戴的压电传感器检测脉搏信号,并根据脉搏信号来测算心脏功能是否异常,若异常,则自动向社区监
admin
2021-07-07
36
问题
老年人监护系统由一个社区监控中心及若干便携式监护仪组成,便携式监护仪可由老年人随身携带,时刻监测老年人的脉象。便携式监护仪的基本功能要求如下:
a、通过在老年人手腕上佩戴的压电传感器检测脉搏信号,并根据脉搏信号来测算心脏功能是否异常,若异常,则自动向社区监控中心发出报警信息。
b、报警信息通过3G模块发送给社区监控中心。
c、便携式监护仪具有GPS定位功能,报警信息中包含GPS定位信息。
d、需存储报警前1小时的脉搏信号片段。
e、便携式监护仪上需要“下载”、“人工报警”、“消除报警”等3个按键。
f、报警时,除了向社区监控中心发送消息外,还具有本机上的声光报警。
根据上述功能要求描述,若采用S3C2410芯片为核心来构建便携式监护仪的硬件平台,请完善下面的叙述(程序)和回答有关的问题。
(1)在便携式监护仪硬件平台设计时,除了要设计最小硬件系统外,还必须设计脉搏信号采集电路、GPS接口电路、3G模块接口电路等。其中,最小硬件系统应该包括:微处理器、时钟电路、电源电路、【81】电路、主存储器、调试测试接口等6部分电路。GPS接口电路设计时,选用一款具有RS-232通信接口的专用GPS模块,该GPs模块可通过RS-232通信接口接收命令并发送定位信息,因此,电路设计时采用S3C2410芯片内部的【82】部件外加电平转换芯片等来设计与GPS模块的接口。
(2)脉搏信号采集电路的设计时,选用压电传感器来探测脉搏信号,并设计信号放大电路和A/D电路。由于脉搏信号的谐波频率在0.2Hz到40Hz之间,因此,A/D采样的频率必须大于等于【83】Hz。若按所需最小的采样频率进行脉搏信号的采集,每个样本值用8位二进制表示,那么,1小时的脉搏信号片段需要存储容量约为【84】KB(1 KB=1024B)。
(3)声光报警电路设计时,利用GPE0作为输出,控制LED灯工作,GPE1作为输出控制蜂鸣器工作。那么,相关驱动程序中,初始化GPE0、GPE1引脚功能的语句是:
rGPECON=((rGPECON|0x00000005)&【85】);//rGPECON是端口E的控制寄存器
若GPE0输出“1”时,控制LED灯亮,GPE0输出“0”时,控制LED灯灭,那么,相关驱动程序中,控制LED灯亮和LED灯灭的语句分别可以是:
rGPEDAT=rGPEDAT|【86】;//rGPEDAT是端口E的数据寄存器
rGPEDAT=rGPEDAT&【87】;
(4)3G模块的接口电路设计时,选用具有SPI接口的3G模块,因而可采用S3C2410芯片端口E的GPE11~【88】引脚(注:可通过题目后面附录中的相关表格来确定)连接到3G模块的相关SPI信号引脚上。并且,在相关驱动程序中,用下面语句来初始化它们作为SPI引脚使用。
rGPECON=((rGPECON|【89】)&0xFABFFFFF);//rGPECON是端口E的控制寄存器
(5)便携式监护仪需要的实时时间,通过读取S3C2410芯片内部的【90】部件来获得。该部件进行读写时,需要先置位“使能位”,然后再进行读写。读写操作完成后,需要【91】该位。在相关驱动程序中,可以用下面一段语句来初始化该部件。
void RTC_jnjt(void)
{
//初始化相关寄存器
rRTCCON=(rRTCCON|【92】);//置位使能位,rRTCCON是控制寄存器变量
rRTCALM=【93】;//报警功能(即闹钟)全部禁止
rRTCRST=0x00;
rTICNT=【94】;//时间间隔设置为1 s
rRTCCON=(rRTCCON&【95】);//RTC读写操作完成后对“使能位”操作
……//省略了其他语句
}
(6)便携式监护仪上所需要的3个按键,其接口电路设计时,将端口E的引脚GPE2、GPE3、GPFA分别连接到3个命令按键:“下载”、“人工报警”、“消除报警”上。若按键按下时,对应的GPIO引脚将为“0”,否则为“1”。那么,在相关驱动程序中,可以用下面一段语句来判断是哪个命令按键被唯一按下。temp=rGPEDAT&0x001C;//temp是一个16位二进制变量,rGPEDAT是端口E的数据寄存器
switch(temp)
{case【96】://判断是否“下载”按键被唯一按下
……//省略了其他语句
case【97】://判断是否“人工报警”按键被唯一按下
……//省略了其他语句
case【98】://判断是否“消除报警”按键被唯一按下
……//省略了其他语句
}
(7)便携式监护仪上的所有应用程序,可以在无操作系统环境下开发,开发工具可以选用RVDS,利用该开发工具完成应用程序的编辑、编译、【99】、下载、调试等工作。应用程序的主函数main()中,其主体结构应该设计成一个【100】结构。在该结构内,完成按键命令的识别及响应,脉搏信号采集及处理等功能。
说明:下面是试题解答时需要用到的寄存器格式及相关说明。
1)端口E控制寄存器(GPECON)的格式
2)RTCCON寄存器的格式
3)TICNT寄存器的格式
4)RTCALM寄存器的格式
选项
答案
(1)【81】复位(RESET)【82】UART(异步串行通信) (2)【83】80【84】281.25(282或281) (3)【85】0xFFFFFFF5【86】0x0001【87】0xFFFE (4)【88】GPE13【89】0x0A800000 (5)【90】RTC(实时时钟)【91】关闭【92】0x01【93】0x00【94】0xFF(0x7F)【95】0xFE0x0E) (6)【96】0x0018【97】0x0014【98】0x000C (7)【99】连接(链接)【100】循环
解析
(1)嵌入式最小硬件系统主要包括嵌入式处理器、时钟电路、电源电路、复位电路、存储器和调试测试接口。由于设计的是便携式监护仪,具有压电传感器检测脉搏信号、3G通信、GPS定位等功能,故除了最小硬件系统外,还必须设计脉搏信号采集电路、GPS接口电路、3G模块接口电路等。GPS模块与嵌入式系统的连接有多种,本设计方案中GPS模块通过RS-232接口收发信息,因此需采用S3C2410内部的UART部件外加RS-232电平转换接口来实现。
(2)根据香农定理可知,采样频率必须大于等于2×40 Hz=80 Hz;存储容量=80×3600/1024=281.25 KB,可填写近似值。
(3)根据设计,GPE0、GPE1均作为输出,故相应的GPECON端口需置为01,即0x00000005,其余位保持不变,故第5空填0xFFFFFFF5;若GPE0输出“1”时,控制LED灯亮,GPE0输出“0”时,控制LED灯灭,则控制LED亮灭相应的往GPE0口送1和0,故第6空和第7空分别填0x0001,0xFFFE。
(4)当选用具有SPI接口的3G模块时,查看附录的GPECON格式可知,可采用S3C2410芯片端口E的GPE11~GPE13引脚连接到3G模块的相关SPI引脚上;相应的在进行初始化时,将GPE11~GPE13端口置为10,即0x0A800000。
(5)便携式监护仪所需要的实时时间可通过读取S3C2410内部的RTC部件来获得;RTC组件的寄存器读/写有一个使能位,在访问RTC寄存器之前需要先打开这个使能位,读写完成后关闭此位,其他时间里此位也是关闭的,这是为了保护系统的实时时钟不受误写;RTCCON共4位,相应的读/写使能位在第0位,故在初始化时需置位1=允许,即0x01;根据RTCALM格式可知第13个空填0x00;根据TICNT格式可知,第14个空填0xFF或0x7F;第15个空是用来关闭RTC的读/写使能位,即将该位置0=禁止,故应填0xFE或者0x0E。
(6)GPE2、GPE3、GPE4分别用来接“下载”、“人工报警”、“消除报警”三个按键,故可通过读引脚的数据来判断哪个按键被唯一按下。当“下载”被唯一按下的时候,表明三个引脚的值相应为0、1、1,故端口数据是0x0018;当“人工报警”被唯一按下的时候,表明三个引脚的值相应为1、0、1,故端口数据是0x0014;当“消除报警”被唯一按下的时候,表明三个引脚的值相应为1、1、0,故端口数据是0x000C。
(7)使用RVDS可以完成应用程序的编辑、编译、连接、下载、调试等工作;主程序不需要操作系统为基础,而是直接采用循环结构,在该结构中完成按键命令的识别及响应,脉搏信号采集及处理等功能。
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三级嵌入式系统开发技术题库NCRE全国计算机三级分类
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三级嵌入式系统开发技术
NCRE全国计算机三级
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