2024年5月15日发(作者:于新筠)
HY280 B超若干单片机软件新技术新方法的应用
在HY221及SJN2200系列的B超软件和多功能B超硬件的基础上,创新开
发了HY280系列B超,其是一种多功能的、新型的超声诊断仪器。本文分析了
HY280系列B超所采用的一些软件和新技术的方法,希望为使用者提供一些真
实可靠的理论依据。
标签:HY280系列B超;软件;新方法;单片机
在HY221及SJN2200系列的B超软件和多功能B超硬件的基础上,创新开
发了HY280系列B超,其是一种多功能的、新型的超声诊断仪器。
SJN2200系列的B超采用的是双向CPU进行控制(8088、8085),由于
SJN2200系列的B超的开发时间比较早,如今已无法找到所开发的工具,同时程
序的空间也已出现不足的情况,而且因为对软件的熟悉度不高,导致升级困难,
已无法适应当前医疗市场的需求。
但是,51单片机软件是在HY221系列的B超设计的基础上进行的,本身具
有一定的积累。所以采用了换芯的技术,替代原广泛运用的8051单片机。同时,
在设计的过程当中,不断进行深入的研究、分析,并积极采用创新技术。现在总
结出一套新型的方法,同时以续性和程序效率性作为根本,实现了比较强的功能。
相关技术分析
1.字符处理
编写程序的指导是数据结构加上算法。一般而言,需要先选择好所要用的数
据结构,这后再根据此数据结构运用相应的算法进行处理。
在B超中,都要涉及到大量的数据,例如:人体标志的图形、菜单、字符
点阵数据等。
在美国,其国家标准局制定了Aerican Standard Code for Information
Interchange,简称ASCIIdd码。这也是当前在计算机是运用最为广泛的编码和字
符集,这一标准也已被定性成为国际标准。此标准适用所有的拉丁字母,有两种
形式,分别是7位码及8位码。
对于目前来说,B超设备所采用的是7位码,这也是因为设备当中所运用到
字符号超不过128个。在标准字符集当中,如果是没有被运用到的部分可改成B
超所要用到的一些非标的字条。在西方的字符中,其序号可以一个字节进行表示,
最高用到7位,最高位可用作结尾进行标志。
在西文字符库中被改造后的ASCII码排序法是以12×8的点阵进行排列。只
要将字符串写入数据ROM即可显示一个字符,结束字符加80H。字符串显示程
序设计的方法按以下图1所显示:
图1 根据改造后的ASCII码排序字符库
在调用程序之前,提供字符串以及写屏幕地址,依据索引地址得到字符的序
号后计算出点阵字符库偏移地址,再加上字符库开始的地址一定可以得到绝对地
址。最后调用出单字符显示子程,之后再取下一个字符的序号连续显示下一个字
条,在取序号时,需要判断最高位是否是“1”。如果是“1”则表明显示完了当前字
符后程序会结束。改造后排序法实现了字符串设计的“所见也是所得”,结尾的标
志设置则实现了行为、数据相分离。
同时,只需要修改ROM片的数据就可以修改菜单里的内容,不需要重新进
行编译源代码的程序。如果想要对菜单进行增加,或是想将参数显示,只需要在
数据库中输入相应的内容,设计好相应的入口条件,之后调用显示子程,软件的
的工作量也不大。
条件汇编
因为一些软件界面的不同,或因为轨迹球方向的差异,系统软件也有多个不
同的版本。所以,为了选择最好的软件,一般会使用派生法给每一种可能的组织
都设计相应的软件。如果发现了原始软件是存在错误的,则由此派生软件都会存
在与其一样的错误,这样就会导致每一套软件都要进行修改的处理。
基于上述原因,条件汇编就可以起到非常重要的作用。运用条件汇编可完全
避免一些不必要的重复性的劳动。其主体程序是公用式的,为不同的软件界面、
轨迹球、键盘等等都提供了独立的子程序。而且,编译器会依照之前所拟定好的
版本号有条件的选择好相应的子程序,同时生成与之配对的目标文件。
参数化板块的设计
软件开发的基本策略是重复使用、有针对性的优化。在设计的最开始阶段,
常常为了每种功能设计成独立的程序,随着时间的不断推移这种程序量也会越变
越多,如果无法及时进行控制,一下子便会达到上限而制约了新功能的增加。由
此看来,公共子程序的构建非常有必要。所以,一定要分析并选择出相似类的程
序共同点,形成公共的子程序,通过入口参数的改变来达到实现不同控制的目的。
把行为、数据分离,可从真实上达到优化软件和减少程序空间的目的。
在设计的过程当中,将现成程序直接运用,或在编写软件前要考虑是否可以
借用原有板块。
HY2808 B超所配置的探头达到六种,在B超模式时有十六级的可选显示浓
度。一般可根据常规方法,设计成6×16标尺的显示子程。新方法只需要一个标
尺显示子程,其主要的工作是数据设计:之前先用建模方法(采用MATLAB建
模方式)计算不同深度的标尺坐标点,构建数组,长度按最多点数进行设计,“0”
用来直译无数据的部分。在调用显示子程之前只用根据深度充入口条件即可。
相关应用
1.浮点数算法的应用
在我们国家,基于单片机控制的B超系统,其胎重的测量一般是单参数为
多数,只有一些比较高档的超声诊断仪器上才有多参数胎重的预测软件。伴随
HY280系列的B超往往市场涌进,很多国外的客户都提出了多参数测量胎重要
求,同时是要三种公式的,例如,Hadlock计算法:
胎重要单位为gram。适用条件:100mm≤AC≤370mm;10mm≤FL≤80mm;
100mm≤AC≤400mm。从以上可以看出,根据1mm作查表的步进距离,其占用
的数据存储空间是:(370-100+1)×(80-10+1)×(400-100+1)
×4=23166164byte≈22.1Mbyte;根据10mm作查表步进距离,其占用数据存储空
间是:(37-10+1)×(8-1+1)x(40-10+1)×4=27776byte≈27.1Kbyte.
非常明显,现有B超软件和硬件条件下,查表法缺少可操作性,如采用浮
点算法可解决相关问题,经过试验、设计,构建了浮点子程序,成功实现三个公
式的多参数测量功能,同时,整个胎重模块占用程序空间不超过3Kbyte,之后
需增加公式也不方便。实际运用的表明,采用本浮点算法测量结果合适当前的临
床需求。
浮点算法引入测量计算模型需作相应变化。如原用采用定点法,超声图像上
两点 距离如下:
=深度系数, =采样系数, =基元间距系数。
在进行测量校准的时候先运用轨迹球移动至靶向定点,之后上移确定 (上
下称动确定),最后再确定 (左右移动确定)。
HY280系列B超通过浮点算法的运用,不单单提升测量精度,且可成功实
现多公式多参数胎重的测量,之后凭借此算法可很快增加心脏收缩末期左心室容
量及心博排血量、心输出量等计算功能,在不增加成本的基础上对产品的功能進
行升级,可以更快适应市场需求,提升了产品的市场竞争力。
片内数据存储器的运用
设计运用了高性价比的STC89C单片机,与传统的51单片机相比,增加了
1M字节的内部扩展RAM,同时片内集成了64K的程序储存器。通过设置标准
位的EXTRAM可实现对此部分进行RAM操作:EXTRAM清0,用MOVX指
令,操作结束再把EXTRAM设置成1。
值得注意的是这部分的RAM用普通仿真器没有办法进行仿真,通过线下载
程序到芯片,由运行结果为基本来进行相关的验证设计。
结束语
综上所述,此方法已在HY280的B超系统中得到运用,同时在HY500系列
全数字的超声诊断的仪器设计中得到运用。
参考文献:
[1]项四平.中文输入法在B超系统中的实现[J].电子工业出版社.今日电子
2007.02,63—64.
[2]张一非.B超工作原理及检测技巧[J].才智.2011 (9)
2024年5月15日发(作者:于新筠)
HY280 B超若干单片机软件新技术新方法的应用
在HY221及SJN2200系列的B超软件和多功能B超硬件的基础上,创新开
发了HY280系列B超,其是一种多功能的、新型的超声诊断仪器。本文分析了
HY280系列B超所采用的一些软件和新技术的方法,希望为使用者提供一些真
实可靠的理论依据。
标签:HY280系列B超;软件;新方法;单片机
在HY221及SJN2200系列的B超软件和多功能B超硬件的基础上,创新开
发了HY280系列B超,其是一种多功能的、新型的超声诊断仪器。
SJN2200系列的B超采用的是双向CPU进行控制(8088、8085),由于
SJN2200系列的B超的开发时间比较早,如今已无法找到所开发的工具,同时程
序的空间也已出现不足的情况,而且因为对软件的熟悉度不高,导致升级困难,
已无法适应当前医疗市场的需求。
但是,51单片机软件是在HY221系列的B超设计的基础上进行的,本身具
有一定的积累。所以采用了换芯的技术,替代原广泛运用的8051单片机。同时,
在设计的过程当中,不断进行深入的研究、分析,并积极采用创新技术。现在总
结出一套新型的方法,同时以续性和程序效率性作为根本,实现了比较强的功能。
相关技术分析
1.字符处理
编写程序的指导是数据结构加上算法。一般而言,需要先选择好所要用的数
据结构,这后再根据此数据结构运用相应的算法进行处理。
在B超中,都要涉及到大量的数据,例如:人体标志的图形、菜单、字符
点阵数据等。
在美国,其国家标准局制定了Aerican Standard Code for Information
Interchange,简称ASCIIdd码。这也是当前在计算机是运用最为广泛的编码和字
符集,这一标准也已被定性成为国际标准。此标准适用所有的拉丁字母,有两种
形式,分别是7位码及8位码。
对于目前来说,B超设备所采用的是7位码,这也是因为设备当中所运用到
字符号超不过128个。在标准字符集当中,如果是没有被运用到的部分可改成B
超所要用到的一些非标的字条。在西方的字符中,其序号可以一个字节进行表示,
最高用到7位,最高位可用作结尾进行标志。
在西文字符库中被改造后的ASCII码排序法是以12×8的点阵进行排列。只
要将字符串写入数据ROM即可显示一个字符,结束字符加80H。字符串显示程
序设计的方法按以下图1所显示:
图1 根据改造后的ASCII码排序字符库
在调用程序之前,提供字符串以及写屏幕地址,依据索引地址得到字符的序
号后计算出点阵字符库偏移地址,再加上字符库开始的地址一定可以得到绝对地
址。最后调用出单字符显示子程,之后再取下一个字符的序号连续显示下一个字
条,在取序号时,需要判断最高位是否是“1”。如果是“1”则表明显示完了当前字
符后程序会结束。改造后排序法实现了字符串设计的“所见也是所得”,结尾的标
志设置则实现了行为、数据相分离。
同时,只需要修改ROM片的数据就可以修改菜单里的内容,不需要重新进
行编译源代码的程序。如果想要对菜单进行增加,或是想将参数显示,只需要在
数据库中输入相应的内容,设计好相应的入口条件,之后调用显示子程,软件的
的工作量也不大。
条件汇编
因为一些软件界面的不同,或因为轨迹球方向的差异,系统软件也有多个不
同的版本。所以,为了选择最好的软件,一般会使用派生法给每一种可能的组织
都设计相应的软件。如果发现了原始软件是存在错误的,则由此派生软件都会存
在与其一样的错误,这样就会导致每一套软件都要进行修改的处理。
基于上述原因,条件汇编就可以起到非常重要的作用。运用条件汇编可完全
避免一些不必要的重复性的劳动。其主体程序是公用式的,为不同的软件界面、
轨迹球、键盘等等都提供了独立的子程序。而且,编译器会依照之前所拟定好的
版本号有条件的选择好相应的子程序,同时生成与之配对的目标文件。
参数化板块的设计
软件开发的基本策略是重复使用、有针对性的优化。在设计的最开始阶段,
常常为了每种功能设计成独立的程序,随着时间的不断推移这种程序量也会越变
越多,如果无法及时进行控制,一下子便会达到上限而制约了新功能的增加。由
此看来,公共子程序的构建非常有必要。所以,一定要分析并选择出相似类的程
序共同点,形成公共的子程序,通过入口参数的改变来达到实现不同控制的目的。
把行为、数据分离,可从真实上达到优化软件和减少程序空间的目的。
在设计的过程当中,将现成程序直接运用,或在编写软件前要考虑是否可以
借用原有板块。
HY2808 B超所配置的探头达到六种,在B超模式时有十六级的可选显示浓
度。一般可根据常规方法,设计成6×16标尺的显示子程。新方法只需要一个标
尺显示子程,其主要的工作是数据设计:之前先用建模方法(采用MATLAB建
模方式)计算不同深度的标尺坐标点,构建数组,长度按最多点数进行设计,“0”
用来直译无数据的部分。在调用显示子程之前只用根据深度充入口条件即可。
相关应用
1.浮点数算法的应用
在我们国家,基于单片机控制的B超系统,其胎重的测量一般是单参数为
多数,只有一些比较高档的超声诊断仪器上才有多参数胎重的预测软件。伴随
HY280系列的B超往往市场涌进,很多国外的客户都提出了多参数测量胎重要
求,同时是要三种公式的,例如,Hadlock计算法:
胎重要单位为gram。适用条件:100mm≤AC≤370mm;10mm≤FL≤80mm;
100mm≤AC≤400mm。从以上可以看出,根据1mm作查表的步进距离,其占用
的数据存储空间是:(370-100+1)×(80-10+1)×(400-100+1)
×4=23166164byte≈22.1Mbyte;根据10mm作查表步进距离,其占用数据存储空
间是:(37-10+1)×(8-1+1)x(40-10+1)×4=27776byte≈27.1Kbyte.
非常明显,现有B超软件和硬件条件下,查表法缺少可操作性,如采用浮
点算法可解决相关问题,经过试验、设计,构建了浮点子程序,成功实现三个公
式的多参数测量功能,同时,整个胎重模块占用程序空间不超过3Kbyte,之后
需增加公式也不方便。实际运用的表明,采用本浮点算法测量结果合适当前的临
床需求。
浮点算法引入测量计算模型需作相应变化。如原用采用定点法,超声图像上
两点 距离如下:
=深度系数, =采样系数, =基元间距系数。
在进行测量校准的时候先运用轨迹球移动至靶向定点,之后上移确定 (上
下称动确定),最后再确定 (左右移动确定)。
HY280系列B超通过浮点算法的运用,不单单提升测量精度,且可成功实
现多公式多参数胎重的测量,之后凭借此算法可很快增加心脏收缩末期左心室容
量及心博排血量、心输出量等计算功能,在不增加成本的基础上对产品的功能進
行升级,可以更快适应市场需求,提升了产品的市场竞争力。
片内数据存储器的运用
设计运用了高性价比的STC89C单片机,与传统的51单片机相比,增加了
1M字节的内部扩展RAM,同时片内集成了64K的程序储存器。通过设置标准
位的EXTRAM可实现对此部分进行RAM操作:EXTRAM清0,用MOVX指
令,操作结束再把EXTRAM设置成1。
值得注意的是这部分的RAM用普通仿真器没有办法进行仿真,通过线下载
程序到芯片,由运行结果为基本来进行相关的验证设计。
结束语
综上所述,此方法已在HY280的B超系统中得到运用,同时在HY500系列
全数字的超声诊断的仪器设计中得到运用。
参考文献:
[1]项四平.中文输入法在B超系统中的实现[J].电子工业出版社.今日电子
2007.02,63—64.
[2]张一非.B超工作原理及检测技巧[J].才智.2011 (9)