数字化医疗仪器课件VIP

医疗仪器分类与管理1.医疗仪器的分类与发展动态

1.1.1医疗器械的定义国际标准化组织ISO的定义（一）为下列目的的用于人体的，不论是单独使用还是组合使用的，包括使用所需软件在内的任何仪器、设备、器具、材料、或者其他物品，这些目的是：（1）

疾病的诊断预防监护治疗或缓解；（2）

损伤或残疾的诊断监护治疗缓解或者补偿；（3）

解剖或生理学过程的研究替代或者调节；（4）

妊娠控制。（二）其对于人体体表及体内的主要预防作用不是用药理学、免疫学或代谢的手段获得，但可能有这些手段参与并起一定辅助作用。

此定义阐明了医疗器械的使用对象、使用方法、功能产品形态，和具有相同功能和用途的另一产品群——药品作了区别界定。此定义目前已被各国广泛地等同使用在医疗器械法规中，可把此定义理解为法规调整意义上的医疗器械定义域。中国现行的医疗器械行政规章及技术标准均等同采用了此定义。ISO关于医疗器械定义的意义:我国医疗器械监管条例(2000)的定义

单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料、或者其他物品，包括所需要的软件，其用于人体体表及体内的作用不是用药理学、免疫学或者代谢的手段获得，但是可能有这些手段参与并起一定的辅助作用，其使用旨在达到下列预期目的：（1）对疾病的预防诊断治疗监护缓解；（2）对损伤或者残疾的诊断治疗监护缓解补偿；（3）对解剖或者生理过程的研究替代调节；（4）妊娠控制。

医疗器械产品分类方法（1）医疗器械分类规则指导下的医疗器械分类目录；（2）根据临床应用范围所做的分类；（3）根据产品价值等级所做的分类；（4）根据产地分为境内产品和境外产品等。目前使用最为广泛的是根据国家药品监督管理局发布的医疗器械分类目录

《医疗器械监督管理条例》分类管理：第一类是指通过常规管理足以保证其安全性有效性的医疗器械；第二类是指对其安全性有效性应当加以控制的医疗器械；第三类是指植入人体用于支持维持生命，对人体具有潜在危险，对其安全性、有效性必须严格控制的医疗器械。医疗器械的产品分类及编码

我国实行的医疗器械分类方法是分类规则指导下的目录分类制。分类规则和分类目录并存。医疗器械分类规则用于指导医疗器械分类目录的制定和确定新的产品注册类别。

2002年8月28日，国家药品监督管理局组织制定了医疗器械分类目录国药监械[2002]302号，共有49个一级类别和大于263个二级类别的产品种类。

编码名称:6801基础外科手术器械6802显微外科手术器械6803神经外科手术器械6804眼科手术器械6805耳鼻喉科手术器械6806口腔科手术器械6807胸腔心血管外科手术器械6808腹部外科手术器械6809泌尿肛肠外科手术器械6810矫形外科骨科手术器械6811儿科手术器械6812妇产科用手术器械6813计划生育手术器械6814中医器械6815注射穿刺器械6816烧伤(整形)科手术器械6819其它科手术器械6820普通诊察器械6821医用电子仪器设备6822医用光学器具仪器及内窥镜设备6823医用超声仪器及有关设备6824医用激光仪器设备6825医用高频仪器设备6826物理治疗及康复设备6827中医仪器设备6828医用磁共振设备6830医用X射线设备6831医用X射线附属设备及部件6832

医用高能射线设备6833

医用核素设备6834医用射线防护用品装置6839

医用射线设备专用检测仪器6840临床检验分析仪器6841医用化验和基础设备器具6845体外循环及血液处理设备6846植入材料和人工器官6854

手术室急救室诊疗室设备及器具6855

口腔科设备及器具6856病房护理设备及器具6857消毒和灭菌设备及器具6858医用冷疗低温冷藏设备及器具6863口腔科材料6864医用卫生材料及敷料6865医用缝合材料及粘合剂6866医用高分子材料及制品6867医用橡胶制品6870软件6877介入器材6899其它医疗器械行业监管体系的发展及现状

医疗器械市场准入制度的引入是在1989年,明确了政府监督管理的核心是保证医疗器械产品的安全性、有效性，并逐步建立起一套行之有效的产品上市的行政管理办法。

1999年12月18日召开的国务院第二十四次常务会议通过《医疗器械监督管理条例》，并于2000年1月4日以国务院令276号发布，在4月1日正式实施。这标志着我国的医疗器械监督管理进入依法行政和依法监督的新阶段。

我国对医疗器械的分类

按照我国现行规定，境内生产的医疗器械第一二类由省级药品监督管理部门负责审批。第三类医疗器械由国务院药品监督管理部门负责审批。其中，第一类产品可以直接获得准产注册；第二、三类产品需要经过临床试验和准产注册阶段。部分医疗器械品种需要同时获得生产许可证和注册证书，才能进入市场流通。

境内生产第三类产品注册过程

生产企业产品试制成功→产品标准编写→进行标准审查→产品标准到当地药品监督管理部门和技术监督部门备案→到国家药品监督管理局认可的相关检测机构进行产品注册、型式检测→到国家药品监督管理部门获得临床试验准许进行临床试验→到国家药品监督管理机构进行企业产品技术标准复核→注册资料的形式审查→召开专家评审会→获得注册证书关于进口医疗器械的监督管理

入世后，在市场准入方面，进口医疗器械应该和国产医疗器械享受同样的国民待遇。目前，我国和欧美日等先进国家和地区在医疗器械的市场准入方面尚未实现互认。

《条例》实施后，新的医疗器械注册管理办法加强了对进口产品的监督管理方面的要求，使我国对境内外医疗器械的监督管理得到提升，国内企业的竞争力也得到一定的保障。医疗器械的发展动态

中国医疗器械行业在世界市场所占份额及发展历程

中国有13亿人口，31万个医疗卫生机构，医疗器械有广阔的市场。中国是全球医疗器械十大新兴市场之一，已成为除日本以外亚洲最大的市场。2001年，中国医疗器械市场容量达527亿元，年均增长率15%。但是，中国医疗器械在世界市场中的份额依然很低，仍有很大增长空间。

2003年全球医疗器械工业销售额已达到2044亿美元。其发展水平代表了一个国家的综合经济技术实力与水平。2000年，在全球医疗器械销售额中，美国所占份额高达41%，欧盟占27%，日本占14%，中国仅占2%，但市场潜力很大。2003年，中国医疗器械市场容量达700亿元以上，还有很大发展空间。21世纪，医疗器械的发展将呈现以下特点：硬件性的医疗器械将更加智能化,需要更为成熟的信息数据库的支持;

更为智能化和简易化的产品，将使得保健工作从医院向家庭发展;

产品开发将使集成化的复合型趋势将更加明显;

技术发展将大大提高临床诊断在时间上和空间上的精确性。

医疗器械发展趋势预测

未来的医疗器械产业存在四大趋势，也是行业的增长热点：

(一)计算机相关技术：计算机辅助诊断、智能器械、生物传感器械、机器人器械网络。相应的新产品，如集成化病人医学信息系统、病人智能卡、临床实验室机器人、计算机辅助临床实验系统、生物传感器等。(二)家庭和自我保健器械：家庭自我监护与诊断、家庭自我医疗与远程医疗相应产品。

(三)微创医疗器械：无创伤或微创伤的医疗器械、医学成像、微型化医疗器械、激光诊疗和非植入式辅助传感等。如各种内窥镜和导管技术等无创和低创的直视检查，将深入到人体各个脏器和部位，获得精确的形态、功能、病理等电生理诊断。

(四)器官移植和辅助医疗器械：如人工骨、心脏瓣膜、心泵、软骨、胰、血管、肾、皮肤、肝、眼和再生的神经细胞及心脏、神经肌肉刺激器等。

1.2生物医学测量的基础知识

1.2.1生物医学测量的范围

生物医学测量的对象是具有生命的生物体，其基本的对象是人体。人体是由生物分子、细胞、器官和功能系统等各层次组成的复杂系统。因此，生物医学测量的范围包括对生物体分子水平、细胞水平、器官水平和系统水平各层次的信息的测量。

生物医学测量属于弱信号测量范畴，具有弱信号测量的共同特点，即要求测量系统的灵敏度高、分辨力强、抑制噪声和抗干扰能力好。这一特点在生物电、生物磁信号的测量中尤为突出。

部分生物电和生物磁信号幅度范围见下表1.2.2生物医学测量的基本特点

一.生物医学测量基本属于弱信号测量被测信号幅度范围心电（皮肤电极）50

V-5mV脑电（头皮电极）10

V-300

V肌电20

V-10mV细胞电位

100

V-+200

V视网膜电位0-1mV眼电0.05mV-5mV肾电位10

V-80mV心磁10-10T量级脑磁10-12T量级眼磁10-11T量级肺磁10-8T量级表:部分生物电和生物磁信号的幅度范围

生物体是一个极其复杂的系统，如何从生物体中有效地提取被测信号，是生物医学测量的重要问题。在生物医学测量中，不仅要抑制仪器系统的噪声，更重要的是要充分认识人体噪声的性质和特点，采取有效办法（如滤波、相关或自适应处理，改进信号耦合方法等），从人体噪声中提取有用信号。二．生物体内的噪声对测量有重要影响三．信息测量中容易引入外界环境的干扰

（1）环境电场、磁场和电磁场的干扰①电场干扰：最常见的电场干扰是工频（50Hz）电场的干扰。②磁场干扰：变压器、电动机和荧光灯的镇流器周围产生的交流磁场。③高频电磁场干扰：空中的电磁波,通过测量系统与人体连接的导线引入。三．信息测量中容易引入外界环境的干扰（2）外界刺激对测量的干扰外界刺激的干扰主要是通过生物体的感觉器官引入体内，引起生理状态的异常改变，造成测量结果的不稳定或产生伪差。

各种生物体都是在内环境与外环境相适应的条件下，维持其新陈代谢和生命。为适应各种外环境的变化和差异，生物体内各种系统，包括一个细胞、器官、功能系统乃至整体，它们的功能活动都在不停地变化着，调整着，以在内外环境间保持动态平衡。此外，遗传因素也造成生物体各种功能、状态的个体差异。这些因素使被测量的生物医学信息往往具有多变性。四．生物医学信息的多变性

为了获取生物体内的信息予以测量，生物医学测量系统或仪器一般需通过传感器或电极与生物体联接，这些传感器或电极，有些置于体表（皮肤外），有些需插入或植入机体内部，因此产生了测量系统对生物体的电安全性、机械安全性和化学安全性等问题五．生物医学测量的安全要求

灵敏度

灵敏度是指仪器在稳态下输出量变化与输入量变化之比，可表示为:S为灵敏度，

A0 和

Ai分别为输出量变化和输入量变化

1.2.3生物医学测量仪器的主要技术指标

频率特性

频率特性是指仪器输出量和相位与输入正弦信号频率的关系。使仪器的输出幅度随频率的变化不超过规定值（如3dB）的输入信号频率范围称为响应频率，又称为通频带。部分常见生理信号的频率范围可参考表1-3。生理信号频率范围（HZ）心电0.01-250脑电0-150肌电0-10000眼电/视网膜电0-50胃电0.05-20

血流量0-30动脉血压0-100静脉血压0-50

脉搏波0.1-50心音2-2000呼吸率0.1-10部分常见生理信号的频率范围

精密度精密度简称精度，用相同条件下重复测量间的最大偏差与仪器满量程之比表示，即

Ai、Aj分别为任意两次测量的结果值，Ｈ为仪器的最大测量范围

准确度

准确度用仪器的实际测量结果值同真值（理想值）间的最大偏差与仪器满量程之比来表示，即

Ea为仪器的测量准确度，

Amax为实测值与真值间的最大偏差，H为仪器的满量程

非线性度

非线性度用实测值和与相应输入量成正比关系的理论值间最大偏差同满量程之比表示，即

EL为仪器的线性度，

ALmax为全量程内的实测值与理论值之间的最大偏差，H为全量程仪器非线性度的示意图

漂移漂移是指仪器的输出量随时间或外部环境变化而变化的程度，主要包括零点漂移、温度漂移和灵敏度温漂等指标。①零点漂移：用无输入信号和恒定环境条件下的仪器输出量在一定时间内的最大变化与满量程之比来表示，即

Dz为零点漂移，

Azmax为指定时间内在输入量为零时输出量的最大变化，H为仪器的满量程

②温度漂移：用无输入信号条件下仪器的输出量随环境温度的变化与仪器的满量之比来表示，即

DT为温度漂移，

AT为环境温度变化

T时引起的仪器输出量变化

③灵敏度温漂：用一定环境温度变化范围内仪器灵敏度的最大相对变化量来表示，即

Ds为灵敏度温漂，

Smax为一定温度变化范围内仪器灵敏度的最大变化

分辨力

分辨力是指仪器分辨出最小的信息变化的能力。按被测信息的性质和仪器用途的不同，仪器分辨力分为幅度分辨率、频率分辨率、时间分辨率和空间分辨力等指标。幅度分辨率一般用仪器最小可分辨的输出信号幅度或大小与仪器满量程之比来表示，即R为幅度分辨率，又称为分辨率，Amin为仪器最小可分辨的输出信号幅值或大小，H为仪器的满量程。R愈小，仪器的幅度分辨率愈高

输入阻抗和输出阻抗输入阻抗：指从一测量系统或线路环节的输入端测得的系统自身的阻抗，即

Zi为系统的输入阻抗，Vi和Ii分别为从系统输入端测得的输入电压和输入电流

输出阻抗：指从一测量系统或线路环节的输出端测得的系统自身的阻抗，即

Zo为系统的输出阻抗，Zh为输出端接入的负载阻抗，Vo和Vh分别为系统输出端开路和接入负载阻抗Zh时的输出电压

漏电流

生物医学仪器对人体电击危险的主要来源，有三种：接地漏电流：仪器接地导线流入大地的电流。机壳漏电流：仪器外壳经外部导体流入大地，或流向系统其它部分的电流。患者漏电流：经联接患者身体的导线或被测患者身体流入大地的电流。

生物医学测量仪器的漏电流漏电流种类B型仪器BF型仪器CF型仪器正常单一故障正常单一故障正常单一故障接地漏电流0.510.510.51机壳漏电流0.10.50.10.50.010.5患者漏电流0.10.50.10.50.010.05

生物医学仪器的漏电流允许值（mA）

1.3.数字化医仪组成特点与设计方法

1.3.1数字化仪器的组成及特点

微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。随着微处理器在体积小、功能强、价格低等方面的进展，电子测量仪器和计算机技术结合愈加紧密，形成一种全新的以微机数字化处理为特征的仪器，即“数字化仪器”或称“智能仪器”。一．数字化仪器的典型结构

数字化仪器核心是专用的微机系统，由硬件和软件两大部分组成。

硬件部分:包括主机电路、模拟量I／0通道、人机联系部件与接口电路、标准通信接口等（见下页图）。

主机电路用于存储程序、数据，进行运算和处理，通常由微处理器、程序存储器、I／0接口电路等组成。

数字化仪器通用结构框图

模拟量输入输出通道用来输入输出模拟量信号，主要由A／D转换器、D／A转换器和有关的模拟信号处理电路等组成。

人机联系部件主要由仪器面板中的键盘和显示器等组成。

标准通信接口电路用于实现仪器与计算机的联系，数字化仪器一般都配有并行或串行等标准通信接口。软件部分:包括监控程序和接口管理程序两部分。

监控程序面向仪器面板键盘和显示器，包括：通过键盘操作输入并存储所设置的功能、操作方式与工作参数；通过控制I／O接口电路进行数据采集，对仪器进行预定的设置；对数据存储器所记录的数据和状态进行各种处理；以数字、字符、图形等形式显示各种状态信息以及测量数据的处理结果。

接口管理程序主要面向通信接口，其内容是接受并分析来自通信接口总线的各种有关功能、操作方式与工作参数的程控操作码，并通过通信接口输出仪器的现行工作状态及测量数据的处理结果，以响应计算机的远控命令。二．数字化仪器的主要特点

(1)数字化仪器使用键盘代替传统仪器中的旋转式或琴键式切换开关来实施对仪器的控制，从而使仪器面板的布置和仪器内部有关部件的安排不再相互限制和牵连。(2)微处理器的运用极大地提高了仪器的性能。例如智能仪器利用微处理器的运算和逻辑判断功能，按照一定的算法可以方便地消除由于漂移、增益的变化和干扰等因素所引起的误差、从而提高了仪器的测量精度。

(3)数字化仪器运用微处理器的控制功能，可以方便地实现量程自动转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准、自诊断等功能，有力地改善了仪器的自动化测量水平。

(4)数字化仪器具有友好的有人—机对话的能力，使用人员只需通过键盘打人命令，仪器就能实现某种测量和处理功能，与此同时，智能仪器还通过显示屏将仪器运行情况、工作状态以及对测量数据的处理结果及时告诉使用人员，使人一机之间的联系非常密切。

(5)数字化仪器一般都配有GP—IB或RS一232等接口，使数字化仪器具有可程控操作的能力。从而可阻很方便地与计算机和其他仪器一起组成用户所需要的多种功能的自动测量系统，来完成更复杂的测试任务。

数字化仪器是以微处理器为核心的电子仪器，它不仅要求设计者熟悉电子仪器的工作原理，而且还要求掌握微型计算机硬件和软件的原理。因而其设计不能完全沿用传统电子仪器的设计方法和手段。

1.3.2数字化仪器的设计要点一.设计、研制数字化仪器的一般过程

确定设计任务拟制总体设计方案，选择微处理器芯片确定仪器工作总框图硬件电路和软件的设计与调试整机联调二.微处理器的选择

微处理器是整个仪器的核心部件，它直接影响整机的硬件和软件设计，并对数字化仪器的功能、性能价格比以及研制周期起决定性的作用。因此在设计任务确定之后，首先应对微处理器进行选择。

70年代以来，在新技术革命的推动下，尤其是微电子技术和微型计算机技术的快速进步，使电子仪器的整体水平发生很大变化，先后出现独立式数字化仪器、GP—IB自动测试系统、插卡式数字化仪器(个人仪器)，在此基础上，1987年又问世了一种被称为21世纪仪器的VXI总线仪器系统。VXI系统集中了数字化仪器、GP一IB总线、个人仪器的很多特长，是一种全世界范围内完全开放的，适用多供货厂商的模块总线仪器系统，已被公认为当前仪器发展的世界潮流。

1.3.3数字化仪器的现状及发展一.独立式数字化仪器及自动测试系统

独立式数字化仪器(简称数字化仪器)即前述的自身带有微处理器能独立进行测试的电子仪器，数字化仪器是现阶段智能化电子仪器的主体。

自动测试系统具有极强的通用性和多功能性，对于不同的测试任务，只需增减或更换“挂”在它上面的仪器设备，编制相应的测试软件，而系统本身不变。

典型自动测试系统

二.个人PC仪器系统及VXI总线仪器系统

个人PC仪器是在数字化仪器的基础上，伴随着个人计算机(PC)登上电子测量的舞台而创造出的一种崭新的仪器品种，它是将原数字化仪器中的测量部分配以相应的接口电路制成各种仪器卡，插入到PC的总线插槽或扩展箱内，而原数字化仪器所需的键盘、显示器以及存储器等均借助于PC机的资源，就构成了个人PC仪器(又称PC仪器或仪器卡)。

VXI总线是一个开放式结构，它对所有仪器生产厂家和用户都是公开的，即允许不同生产厂家生产的卡式仪器都可在同一机箱中工作，从而使VXI总线很快就成为测试系统的主导结构。

VXI总线是面向模块式结构的仪器的总线，与GP-IB总线相比较其性能有了较大幅度提高。下图显示出典型的VXI总线仪器的构成形式。典型VXI总线仪器系统图三.软件技术的高速发展及虚拟仪器

在新一代的仪器系统中，计算机软件和测试仪器更加紧密地结合在一起，为了使仪器系统的硬件设备尽量少，传统仪器的许多硬件乃至整个仪器都被计算机软件代替，例如只使用一块A／D卡，借助于计算机的计算功能，在软件的配合下就可能实现多种仪器的功能，如数字多用表，数字存储示波器，数字频谱分析，数字采集系统，数字频率计等。在新一代仪器系统中，计算机处于核心地位。以计算机为核心的仪器系统结构如下页图所示。与计算机一起工作的仪器共有四类，即GP—IB仪器、RS一232仪器、VXI仪器和数据采集板。以计算机为核心的仪器系统图1.3.4我国医学计量与医疗器械监督管理概况一、计量的法制、法规与管理1、计量法律、法规概述

计量的概念是随着社会生产的发展逐步形成的。当生产和商品交换变成社会性活动时，客观上就需要测量的统一，即要求在一定准确度内对同一物体在不同地点，用不同的测量手段，达到测量结果的一致。为此，就要求以法定的形式建立统一的计量单位制。建立计量基准、计量标准，并以这种计量基准、计量标准检定其他计量器具，以保证量值的准确可靠，从而形成区别子测量的新概念——计量。医学计量监督管理《中华人民共和国计量法》（简称《计量法》）是计量单位制的统一，建立的法律制度使计量具有权威性和强制力。它作为国家管理计量工作的根本法，是实施计量法制监督的最高准则。其基本内容是：计量立法宗旨、调整范围、计量单位制、计量器具管理、计量监督、计量授权、计量认证、计量纠纷的处理和计量法律责任等。2、计量器具的管理（1）计量器具的定义：单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。它指能用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质等，包括计量基准、计量标准和工作计量器具。计量器具广泛用于生产、科研、商贸领域和人民生活的各个方面，有极其广阔的社会性，在整个计量立法中处于相当重要的地位。所谓全国量值的统一，首先表现在计量器具的准确一致上。按照计量学用途分类，计量器具可分为：医学计量监督管理1）计量基准器具：即国家计量基准，简称计量基准，是指经国家决定承认的测量标准。所有计量器具进行的一切测量均可追溯到国家基准所复现或像存的计量单位量值。2）计量标准器具：简称计量标准，是指准确度低于计量基准的，用于检定其他计量标准或工作计量器具的计量器具。它处于中间环节，起着承上启下的作用确保全国测量活动达到统一。3）工作计量器具：不是用于检定而是直接用于确定被测对象量值的计量器具。医学计量监督管理（2）计量器具的管理

计量器具是保障生产、科研以及社会经济生活正常秩序的比不可少的技术工具。对计量器具依法实施监督管理，一般分为：制造、修理、进口、销售和使用5个方面，是政府计量行政部门的一项重要任务。3、计量鉴定管理（1）计量检定概述：计量检定是指查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。1）计量检定具有以下特点

①计量检定的对象是计量器具（合标准物质），不是一般的工业产品。②计量检定的主要作用，在于评定计量器具的计量特性，确定其示值误差大小以及安全性，确保全国量值的溯源性。③检定的结论是确定被检计量器具是否合格。④检定具有监督管理的性质，是计量技术活动中不可缺少的环节。如法定计量检定机构所进行的检定，属于国家对计量器具的一种技术监督，出具的检定证书作为证明文件在社会上具有特定的效力。计量鉴定管理2）我国计量检定的体制我国计量检定体制与计量监督管理体制是截然不同的。按照《计量法》第4条规定，我国的计量监督管理是按行政区划分实施的，而计量检定则是打破行政区划分和部门的界限，按照经济合理的原则就地就近进行的。所谓“就地就近”，是指开展计量检定可以不受行政区划分和部门管辖的限制。企业、事业单位根据需要可以建立本单位使用的测量标准，其各项最高标准经有关的政府计量行政部门主持考核合格后使用。计量鉴定管理（2）计量强制检定：计量强制检定是指由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量检定机构，对社会公用计量标准，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准，以及对列入强制检定目录的工作计量器具实行的定期检定。这种检定所依据的法律规定，不允许任何人以任何方式加以变通和违反，没有选择的余地，必须按照规定去办。强制检定非强制检定管理政府计量部门直接管理使用单位依法自行管理送检渠道一般是固定的

使用单位可以自由送检，自求溯源检定周期由执行强检的技术机构确定

使用单位可在计量检定规程允许的范围内自行规定。如果单位不能检定，应送到有权开展量值传递的其它计量技术机构进行定期检定范围

社会公用计量标准器具，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具；以及用以贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具

除了强检以外的其它计量标准和工作计量器具4、医疗器械的监督

县级以上人民政府药品监督管理部门设医疗器械监督员。医疗器械监督员对本行政区域内的医疗器械生产企业、经营企业和医疗机构进行监督、检查；必要时，可以按照国务院药品监督管理部门的规定抽取样品和索取有关资料，有关单位人员不得拒绝和隐瞒监督员对所取得的样品资料负有保密义务；国家对医疗器械检测机构实行资格认可制度。经国务院药品监督管理部门会同国务院质量技术监督部门认可的检测机构，方可对医疗器械实施检测；医疗器械的监督对已经造成医疗器械质量事故或者可能造成医疗器械质量事故的产品及有关资料，县级以上地方人民政府药品监督管理部门可以予以查封、扣押；对不能保证安全、有效的医疗器械，由省级以上人民政府药品监督管理部门撤销其产品注册证书。被撤销产品注册证书的医疗器械不得生产、销售和使用，已经生产或者进口的，由县级以上地方人民政府药品监督管理部门负责监督处理

数据采集系统是医学信号数字化的基础

人体的各种物理量，如生物电位、心音、体温、血压、血流、肌电、脑电、神经传导速度等，采用各种传感器将其变成电信号，经由诸如放大、滤波、干扰抑制、多路转换等信号检测及预处理电路，将模拟量的电压或电流送模/数转换器（A/D），变成适合于微处理机使用的数字量供系统处理。同样，微处理器处理后的数据往往又需要使用数/模转换器（D/A）及适应的接口将其变换成模拟量送出，如图2-1所示。

模拟量输入/输出通道示意A/D转换器及其接口统称为模拟量输入通道；D/A转换器及相应接口称为模拟量输出通道。

2.1模拟量输入通道

2.1.1A/D转换器概述一．概述

A/D转换器是将模拟量转换为数字量的器件，这个模拟量泛指电压、电流、时间等参量,但通常情况下，模拟量是指电压参量。在A/D转换的过程中通常要完成采样、量化和编码三个步骤。1．

采样

待采样的模拟信号是连续的，可看成无限多个瞬时值组成，而A/D转换以及计算机处理需要一定的时间，不可能把每一个瞬时值都转换成数字量。必须在连续变化的模拟量上按周期取样的规律取出某一些瞬时值来代表这个模拟量，这个过程就是采样。采样是通过采样保持电路实现的，采样器（电子模拟开关）在控制脉冲s(t)的控制下，周期性地把随时间连续变化的模拟信号f(t)转变为时间上的离散的模拟信号fs(t)。

仅在采样瞬间τ允许输入信号f(t)通过采样器，其它时间断开。采样器的输出fS(t)是一串窄脉冲，脉冲的包络线是与输入信号相同的。图2-2采样器输入输出波形

输出信号能否如实反映原始输入信号？

采样得的信号fs(t)的值和原始输入信号f(t)在相应的瞬时值相同，因此采样后的信号在量值上仍然是连续的。可以证明：当采样器的采样频率fs高于或至少等于输入信号最高频率fm的两倍时（即fs≥2fm时），采样输出信号fs(t)（采样器脉冲序列）能代表或恢复成输入模拟信号f(t)，这就是采样定理。

如何知道输入信号f(t)的频率，特别是它的最高频率fm？

信号“最高频率”指的是输入信号经频谱分析后得到的最高频率分量。“恢复”指的是样品序列fS(t)通过截止频率为fm的理想低通滤波器后，能得到的原始信号f(t)。在应用中，一般取采样频率fs为最高频率fm

的4～8倍。简单模拟信号的频谱范围是已知的，如温度低于1Hz，声音为20Hz～20000Hz。复杂信号要用傅立叶变换算出，或用频谱分析仪测得，也可用试验的方法选取最合适的fs

。2.量化

所谓量化，就是以一定的量化单位把数值上连续的模拟量转变为数值上离散的阶跃量的过程。量化相当于只取近似整数商的除法运算。量化单位用q表示，对于模拟量小于一个q的部分，可以用舍掉的方法使之整量化，通常为了减少误差采用“四舍五入”的方法使之整量化。这种量化方法的输入输出特性如图2-3所示，图中虚线表示量化单位为0时的特性，实线表示实际特性。图2-3量化特性和量化误差

量化过程舍入误差为量化误差。以ε=x(t)-y(t)表示量化误差，量化误差有正有负（图2-3(c)）,最大为±q/2，平均误差为0。最大误差随量化单位而改变，q愈小ε也愈小。3．

编码

编码往往涉及到A/D转换的具体应用，若考虑为双极性信号，可采用补码方式。

二．A/D转换器的技术指标

1．分辨率A/D转换器的分辨率:转换器能分辨最小的量化信号的能力。分辨率取决于A/D转换器的位数，习惯上以输出二进制数的位数来表示。如ADC0809转换器的分辨率为8位，表示可以用28个二进制数对输入模拟量进行量化，其分辨率为1LSB（最低有效位值），若最大允许输入电压为10V，则1LSB==10V/28=39.06mV。2.转换精度

转换精度反映实际A/D转换器与理想A/D转换器量化值上的差。用绝对或相对误差来表示（1）绝对精度指的是在A/D输出端产生给定的数字代码，实际需要的模拟输入值与理论上要求的模拟输入值之差（中间模拟值）。（2）相对精度指的是A/D满度值校准以后，任一数字输出所对应的实际模拟输入值（中间值）与理论值（中间值）之差。3．转换速率

转换速率:指A/D转换器在每秒钟内所能完成的转换次数。这个指标也可以表述为转换时间，即A/D转换从启动到结束所需的时间，两者互为倒数。例如，某A/D转换器的转换速率为5KHz，则其转换时间是200

s。

4.满刻度范围

满刻度范围:指A/D所允许输入电压范围。如（0～5）V，（0～10）V，（-5～+5）V等。满刻度只是个名义值，实际的A/D转换器的最大输入值总比满刻度小1/2n（n为转换器的位数）。这是因为0值也是2n个转换器状态中的一个。例如12位的A/D转换器，其满刻度值为10V，而实际允许的最大输入电压值为:

10V*212-1/212=9.9976V。A/D转换器的种类

常用的有逐次逼近式、积分式、并行式等三类。

逐次逼近式:转换时间与转换精度比较适中，转换时间一般在1～100

s之间，转换精度一般在0.1%上下，适用于一般场合。

积分式:转换时间一般在ms级。适用于要求精度高，但转换速度较慢的仪器中使用。

并行式:采用并行比较，转换速率可以很高，其转换时间可达ns级，可用于医学图象处理等转换速度较快的仪器中。2.1.2 逐次逼近式ADC

逐次逼近式A/D原理概述

N位的逐次逼近式A/D转换器（图2-4），由N位寄存器、N位D/A转换器、比较器、逻辑控制电路、输出缓冲器等五部分组成。工作原理：启动信号作用后，时钟信号先通过逻辑控制电路使N位寄存器的最高位DN-1为1，以下各位为0，这个二进制代码经D/A转换器转换成电压U0（此时为全量程电压的一半）送到比较器与输入模拟电压UX比较。若UX>U0，则保留这一位；若UX<U0，则DN-1

位置0。逐次逼近式A/D原理概述

DN-1位比较完毕后，再对下一位即DN-2位进行比较，控制电路使寄存器DN-2为1，其以下各位仍为0，然后再与上一次DN-1结果一起经过D/A转换后再次送到比较器与UX相比较。如此一位一位地比较下去，直至最后一位D0比较完毕为止。最后，发出EOC信号表示转换结束。这样经过N次比较后，N位寄存器保留的状态就是转换后的数字量数据。图2-4逐次逼近式A/D转换器的结构

A/D转换器实际转换过程已不重要

目前，逐次逼近式A/D转换器大都做成单片集成电路的形式，使用时只需发出A/D转换启动信号，然后在EOC端查知A/D转换过程结束后，取出数据即可。这类芯片有ADC0809、ADC1210、ADC7574、AD574、TLC549、MAX1241等是应用得最多的A/D转换器类型。ADC0809芯片及其接口

ADC0809是8路8位逐次逼近式A/D转换器。它能分时地对8路模拟量信号进行A/D转换，结果为8位二进制数据，结构如图2-5所示，它由三大部分组成：第一部分是:8路输入模拟量选择电路；第二部分是:一个逐次逼近式A/D转换器；第三部分是:三态输出缓冲锁存器。ADC0809原理结构图

图2-5ADC0809原理结构图

8路输入模拟量选择电路

8路输入模拟量选择电路：

8路输入模拟量信号分别接到IN0到IN7端，究竟选通哪一路去进行A/D转换由地址锁存器与译码器电路控制，见右表所示。

A，B，C为输入地址选择线，地址信息由ALE的上升沿打入地址锁存器。ALECBA接通信号111111110000001010011100101110111

IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7均不通表2-1ADC0809真值表

逐次逼近式A/D转换器

START为启动信号，要求输入正脉冲信号，在上升沿复位内部逐次逼近寄存器，在下降沿启动A/D转换。EOC为转换结束标志位，“0”表示正在转换，“1”表示一次A/D转换的结束。CLOCK为外部时钟输入信号，时钟频率决定了A/D转换器的转换速率，ADC0809每一通道的转换约需（66～73）个时钟周期，当时钟频率取640KHz时，转换一次约需100

s时间，这是ADC0809所能允许的最短转换时间。三态输出缓冲锁存器

A/D转换的结果就是由EOC信号打入三态输出缓冲锁存器。

OE为输出允许信号，当向OE端输入一个高电平时，三态门电路被选通，这时便可读取结果。否则缓冲锁存器输出为高阻态。ADC0809的时序图

ADC0809的时序图如图2-6所示。启动ADC0809后，EOC约在10

s后才变为低电平，因而在用START启动0809转换器后，不能立即通过检测EOC来判断转换是否结束，而应等待约10

s再检测，否则会出现错误结果。图2-6ADC0809时序图

ADC0809与单片机8031接口电路

ADC0809输出带有三态输出缓冲锁存器，因而不加I/O接口芯片，可以直接接到微机系统的总线上。

ADC0809的时钟信号（CLOCK）由8031的ALE端的输出脉冲（其频率为8031时钟频率的1/6）经二分频得到，8031由地址线P2.0和读写控制线启动ADC0809的START、地址锁存ALE和输出允许OE信号。A/D转换结束信号EOC反相后连至8031的INT1（P3.3）。模拟输入通道地址的译码输入信号A，B，C由P0.0～P0.2提供。根据以上连接，0809的地址为FEFFH。图2-7ADC0809与单片机8031接口电路A/D转换常用的软件控制方式

常用的控制方式主要有：程序查询方式、延时等待方式和中断方式。1．程序查询方式 微处理器向A/D转换器发出启动信号后，读入转换结束信号，查询转换是否结束；若转换结束，可以读入数据；否则再继续查询，直至转换结束再读入数据。 微机“查询”消耗时间，效率低，但比较简单，可靠性高。实际应用还是比较普遍的。A/D转换常用的软件控制方式2．延时等待方式 启动A/D后，根据A/D转换所需的时间（如ADC0809为100

s）软件延时等待，延时结束，读入数据。这种方法可靠性高，不占查询端口。3．中断方式 微处理器启动A/D转换后可转去处理其他事情，A/D转换结束便向微处理器发出中断申请信号，微处理器响应中断后再来读入数据。微处理器与A/D转换器并行工作，提高了工作效率。ADC0809与单片机8031接口实例

以下图示的ADC0809与单片机8031接口电路，给出查询、延时和中断这三种方式下的转换程序。转换程序是将由IN0端输入的0～5V模拟信号转换为对应的数字量00H～FFH，然后再存入8031内部RAM的30H单元中。a. 查询方式

MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#00H

;赋通道0地址

MOVX@DPTR,A;启动IN0转换

MOV R2,#20HDLY:DJNZR2,DLY;延时,等待EOC变低WAIT:JB P3.3,WAIT;查询,等待EOC变高

MOVXA,@DPTR MOV 30H,A;结果存30Hb. 延时等待方式

MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#00H;赋通道0地址

MOVX@DPTR,A;启动IN0转换

MOV R2,#40HWAIT:DJNZ R2,DLY;延时约120uS MOVXA,@DPTR MOV 30H,A;结果存30Hc.中断方式

主程序：

MAIN: SETB IT1；选INT1为边沿触发

SETB EX1；允许INT1中断

SETB EA；打开中断

MOV DPTR,#0FEFFH MOV A,#00H

MOVX@DPTR,A；启动A/D转换

；执行其他任务中断服务程序INT1: PUSH DPL；保护现场

PUSH DPH PUSHA MOV DPTR,#0FEFFH MOVX A,@DPTR；读转换结果

MOV 30H,A；结果存30H MOV A,00H

MOVX @DPTR,A；启动下一次转换

POP A POP DPH POP DPL；返回现场

RETI；返回AD574芯片及其接口

AD574是12位快速逐次逼近型A/D转换器，其最快转换时间为25

s，转换误差为

1LSB。AD574具有下述几个基本特点：片内含有电压基准和时钟电路等，因而外围电路较少；数字量输出具有三态缓冲器，因而可直接与微处理器接口；模拟量输入有单极性和双极性两种方式，接成单极性方式时，输入电压范围为0~10V或0~20V，接成双极性方式时，输入电压范围为-5V~5V,-10V~10V。图2-8AD574原理与引脚图

AD574原理与主要引脚信号定义

CS：片选信号，低电平有效。CE：片使能信号，高电平有效。R/C：读/启动信号，高时读A/D转换结果，低时启动A/D转换。12/8：输出数据长度控制信号，高为12位，低为8位。STS：工作状态信号，高为正在转换，低为转换结束。A0：有两种含义：当R/C为低时，A0为高，启动8位A/D转换；A0为低，启动12位A/D转换。当R/C为高时，A0为高，输出低4位数据；A0为低，输出高8位数据上述5个信号的组合所对应的A/D转换器的状态见表2-2所示。STS：工作状态信号，高表示正在转换，低表示转换结束。REFIN：基准输出线。BIPOFF：单极性补偿。DB11～DB0：12位数据线。10VIN，20VIN：模拟量输入端。表2-2AD574的操作表2-2AD574的操作

AD574与8031单片机的接口电路

根据AD574各引脚的功能，8031单片机与AD574的接口电路可按如图2-9所示电路来安排。由于8031的高8位地址P2.0~P2.7没有使用，故可采用寄存器间接寻址方式。其中启动A/D的地址为1FH，读出低4位数地址为7FH，读出高8位数地址为3FH。

图2-9AD574与8031单片机的接口电路AD574与8031单片机的接口电路

图中STS可有三种接法以对应三种控制方式：(1)如STS空着，单片机只能采取延时等待方式，在启动转换后，延时25

s以上时间，再读入A/D转换结果；(2)如STS接单片机一条端口线，单片机就可以用查询的方法等待STS为低后再读入A/D转换结果；(3)如STS接单片机外部中断线，就可以在引起单片机中断后，再读入A/D转换结果。采用延时等待方式的控制程序清单：MOV R0，#1FH ；启动MOVX @R0，AMOV R7，#10H ；延时DJNZ R7，$MOV R1，#7FH ；读低4位MOVX A，@R1MOV R2，A ；存低4位MOV R1，#3FH ；读高8位MOVX A，@R1 MOV R3，A ；存高8位SJMP $单极性模拟输入方式接线的调整

单极性模入方式(图2-9)中，10VIN输入电压范围为0V～＋10V，1LSB对应的模拟电压为2.44mV；20VIN输入电压范围为0V～20V，1LSB对应的模拟电压为4.88mV。R1用于零点调整，R2用于满刻度校准。方法为：如输入电压接10VIN端，调整R1，使输入模拟电压为1.22mV（即1／2LSB）时，输出数字量从000000000000变到000000000001；调整R2，使得输入电压为9.9963V时，数字量从111111111110变到111111111111。双极性模拟输入方式的调整

对于双极性模入方式，把REFIN，REFOUT，和BIPOFF三个引脚的接线按图2-10重新安排，双极性模入方式零点与满刻度校准方法与单极性方式近似。需要注意的是，输入模拟量与输出数字量之间的对应关系为：

10VIN端输入时：－5V→0V→十5V对应000H→800H→FFFH20VIN端输入时：一10V→0V→十10V对应000H→800H→FFFH图2-10AD574双极性模拟输入接线方式

MAX1241芯片及其接口

以串行数据形式输出的A/D转换器具有引脚少、体积小的特点；接口所需的I／O位数也比较少。有利于提高仪器的集成度和减小体积，能方便、廉价地实现需要进行模拟与数字隔离的场合。串行输出的A／D转换器虽有多种型号，接口时序也有所不同。但接口的实现和控制方法还是基本相同的。现以MAX1241为例来说明串行输出ADC接口技术。MAX1241串行输出单片ADC简介

MAX1241是一种低功耗、低电压的12位逐次逼近型ADC，最大非线性误差小于1LSB，转换时间9

s。采用三线式串行接口，内置快速采样／保持电路。其结构和引脚定义如图2-11所示。

图2-11MAX1241内部结构和管脚定义

MAX1241串行输出单片ADC简介MAX1241采用8引脚DIP或SO形式封装，完善的内部电路几乎不需要外围器件即能工作。内置采样/保持电路在A／D转换开始时，自动捕捉信号，最大捕捉时间1.5

s。

12位逐次逼近型ADC的并行输出经输出移位寄存器变换为串行输出，整个工作过程受控于三线串行接口。

表2-3MAX1241管脚功能

MAX1241采用单电源供电，动态功耗在以每秒73K转换速率工作时，仅需0．9mA电流。在停止转换时，可通过控制端使其处于休眠状态，以降低静态功耗。休眠方式下，电源电流仅1

A。MAXI241的工作时序

MAXI241的工作时序（图2-12）：每次转换由芯片选通信号的下降沿触发，但此时驱动时钟SCLK必须为低。

A／D转换启动后，内部控制逻辑切换采样／保持电路为保持状态，并使输出数据线DOUT变低。在整个转换期内,SCLK应保持低电平。转换结束时DOUT由低变高。一次转换结束，内部控制逻辑将自动把采样／保持器切换为捕捉状态。图2-12MAX1241工作时序

MAXI241的工作时序

对MAX1241转换结果的输入在转换结束后进行，由驱动时钟SCLK的下降沿触发一位数据输出。在下一个SCLK脉冲下降沿到来前，该位数据将始终保持在DOUT输出端上。数据输出从最高位开始，每个SCLK脉冲下降沿输出一位。第12个SCLK的下降沿输出最低位。在数据输出周期内，必须保持低电平，若在第13个SCLK下降沿后，仍保持低电平，DOUT则一直保持为低电平。

2．MAX1241与8031／51的接口

MAX1241与微机接口的实现有二种选择，一是使用普通端口，利用程序实现串行输入。另一种则是直接使用串行接口。前者输入速度低，后者需占用串行通信口。（l）MAX1241与8031/51的通用I／O方式接口：

MAX1241与8031/51的通用I／O接口如图2-13所示。接口使用三位通用I／O端口P1.0～P1.2。其中P1.0用于片选信号，P1.1产生驱动脉冲SCLK，P1.2为数据输入。

控制程序如下：控制子程序完成一次A/D转换和输入，输入数据存放于R0，R1寄存器。；寄存器及端口定义：CS：

BIT P1.0 ；片选信号位DOUT：

BIT P1.2 ；串行数据输入位SCLK：

BIT P1.1 ；驱动时钟位DATA_BH：

EQU R0 ；高字节数据存储单元DATA_BL：

EQU R1 ；低字节数据存储单元CONT_H：

EQU R0 ；高位取数计数器CONT_L：

EQU R1 ；低8位取数计数器

；控制子程序SADC_R：

XRL A，A ；清AMOV CONT_H，＃04H；高8位计数

MOV CONT_L，＃08H；低8位计数

CLRSCLK ；SCLK置“0” CLRCS ；选中1241，启动转换SADCEND：JNB DOUT，SADC_END；检测A/D转换结束READ_H：

SETB SCLK CLR SCLK ；产生一个驱动时钟

MOVC，DOUT ；输入一位数据

RLCA ；数据移位至ACC．0DJNZ CONT_H，READ_H；高

4位输入结束判别

MOV DATA_BH，A ；高

4位数据送寄存器READ_L：

SETB SCLK CLR SCLK ；产生一个驱动时钟

MOVC，DOUT ；输入一位数据

RLC A ；数据移位置ACC．0DJNZ CONT_L，READ_L；低8位输入结束判别

MOV DATA_BL，A ；低8位数据送寄存器

SETB SCLK CLR SCLK ；清

DOUT输出

SETB CS ；撤消片选

RET（2）MAX1241与8031／51串行接口

当使用8031／51串行口实现与MAX1241联接时，串行口应工作于同步移位寄存器方式（方式0）。此时，串行口的接受数据端RXD（P3.0）被用于接受MAX1241的输出数据。而发送数据端TXD（P3.1）则被用于提供驱动时钟，为满足时序要求；应将其反相。片选信号仍使用P1.0。接口电路如图2-14所示。8031/51串行接口控制程序

由于8031/51串行口一次只能接受8位数据，故12位A／D转换结果必须分二次接受。同前述程序直接输入一样，控制程序必须检测A／D转换结束信号，即DOUT的上跳变，只要当DOUT变为高电平后，方能启动串行接受。接口控制程序如下所示:MAX1241ADC串行接口控制子程序；寄存器及端口定义CS：

BITP1.0EOC：

BITP3.0DATA_BH：EQUR0 ；接受数据高位存储寄存器DATA_BL：

EQUR1 ；接受数据低位存储寄存器

；串行口设置子程序SPOR_SET：CLRES ；禁止串行中断

MOVSCON，＃00H；串行口为方式0，停止接受

SETBCS ；禁止

ADCRET；接口控制子程序SAD_SR：

CLRCS ；启动

A／D转换AD_NEND：

JNBEOC，AD_NEND ；等待转换结束

SETB REN ；启动串行接收FR_NEND：

JNBRI，FR_NEND ；等待接收结束

MOVDATA_BH，SBUF ；从串行数据缓冲器输入高8位数据

CLRRI ；启动第二次接收SR_NEND：

JNBRI，SR_NEND ；等待接收结束

MOVDATA_BL，SBUF ；从串行数据缓冲器输入低4位数据

CLRREN ；停止接收

SETBCS ；禁止ADCRET2．1．3 积分式ADC

大多用于低速、廉价的积分型A／D转换器中，几乎无一例外地采用了十进制编码方式，每次输出一位并行十进制编码，整个转换结果分若干次输出。这种低速、廉价但高精度、强抗干扰的集成A/D转换器以其优良的性能价格比被广泛应用于低速测量领域。1．MC144333位双积分ADC

MC14433是具备零漂补偿和采用CMOS工艺制造的3位单片双积分A/D转换器，最大输出数码1999，具有功耗低、输入阻抗高和自动调零、自动极性转换功能。其转换精度为土（0．05％Vi

＋1LSB），输入电阻大于100M,对应时钟频率范围为50～150kHz，转换速度为每秒3～10次。内部结构框图及管脚功能如图2-15所示。图2-15MC14433ADC结构框图及管脚功能

MC14433采用土5V供电电源，只需一个正基准电压VR

，其与输入电压Vi成下列比例关系输出读数=

1999（2-1）当满量程时Vi=VR

。Vi输入有2V和200mV两个量程挡。当满度电压为1．999V时，VR取2．000V；当满度电压为199．9mV时，VR取200．0mV。当然，也可根据需要在200mV～2V之间任意选择VR的值，此时，读数的一个LSB所对应的输入电压则需通过式2-1求得。

MC14433输出时序

MC14433由内部电路自动控制转换,无需外加启动信号，输出数据通过Q3～Q0输出端，逐位输出BCD码，并不断重复。并通过DS1～DS4指明现行输出BCD码是十进制位中的某一位(千位~个位）。A/D转换结束，在EOC端输出一正脉冲，宽度为一个时钟周期。输出数据更新需通过DV端的正跳变信号实现，通常将EOC与其短接。其整个输出时序如图2-16所示。在千位输出时，携带输出极性及超量程信息，如表2-4所示。图2-16MC14433输出时序MC14433千位编码定义

表2-4MC14433千位编码定义

2．MC14433ADC与8031／51接口

MC14433输出不具有三态缓冲，故必须通过接口方可挂接于微机总线。对于8031／51单片机而言，最简接的方法是直接与其I/O端口相连。因MC14433为低速ADC，所以宜采用中断方式接口。图2-17给出了其与8031/51的接口电路。

图2-17MC14433ADC与

8031/51的接口

图2-18数据格式

MC14433ADC与8031／51接口

接口使用P1口，高4位输入BCD码，低4位输入位选信号DS1～DS4。EOC的下跳沿触发中断。按MC14433的输出时序和接口形式，控制程序如下所示。控制程序由中断启动，每次输入一个完整的转换结果，并存入8031／51内部RAM。存入数据格式如图2-18所示。

2．1．4 并行或特高速ADC

在高速数据采集领域，如图像处理、频谱分析等，双积分式和逐次逼近型A／D转换器的转换速度都不能满足要求。并行型A／D转换器的速度高，它将输入模拟电压Vi与一系列标准电压同时进行比较，将比较的结果经过编码后得到二进制数据。并行或特高速ADC原理3位二进制并行型A／D转换器(图2-19)由标准电压源经电阻分压后得到m（m＝2n-1）个标准电压（n是转换后得到二进制位数）;

每一个分压后的标准电压与输入模拟电压Vi同时（并行）进行比较，若输入模拟电压大于标准电压，则相应的比较器输出为“真”（即为“1”），反之为“假”（即“0”）；经数字编码后，输出即为等效于输入模拟量的二进制数据。一个n位二进制并行型A／D转换器需要m（m＝2n-1）个比较器。图2-19并行型A／D转换器原理图

几点说明：

①由图可知，并行型A/D转换器的精度取决于几个因素：分压电阻精度要高，主要是一致性要好；比较器的灵敏度要能鉴别两个相邻标准电压；标准电压源VR的精度也有一定的要求。②并行ADC的速度主要取决于比较器的响应速度及数据寄存器（D触发器）的响应时间。③n位并行型ADC转换器需要（2n－1）个比较