麻醉机嵌入式数据记录与回放系统 · 课程目录

01系统概述与需求分析

麻醉机数据记录背景、功能与非功能需求、系统架构概览

02嵌入式硬件平台选型

主控芯片(STM32/ESP32)对比 · 传感器选型 · 存储方案

03开发环境搭建

Keil/IAR · STM32CubeMX · 交叉编译 · 调试器连接

04实时操作系统(RTOS)基础

FreeRTOS任务/队列/信号量 · 麻醉机应用场景

05传感器驱动开发(上)

压力传感器(MPX) I2C/SPI驱动 · 校准与滤波

06传感器驱动开发(下)

流量传感器 · 氧浓度传感器 · 多传感器融合

07数据采集与AD转换

STM32 ADC · DMA · 定时器触发 · 100Hz采样

08数据存储方案设计

FATFS · SD卡驱动(SPI/SDIO) · CSV/BIN格式

09数据记录核心逻辑

环形缓冲区 · 掉电保护 · CRC32校验

10实时时钟(RTC)与时间戳

DS3231驱动 · NTP同步 · Unix时间戳

11通信协议设计(上)

自定义串口协议 · 帧头/数据域/校验 · 命令集

12通信协议设计(下)

组包与解包 · 粘包处理 · 超时重传

13上位机通信实现

Python PySerial · 数据解析 · Matplotlib实时曲线

14数据回放系统设计(上)

回放引擎 · 时间轴控制 · 数据索引构建

15数据回放系统设计(下)

波形绘制优化(双缓冲) · 缩放平移 · 多通道同步

16UI界面设计(嵌入式端)

OLED/LCD驱动(SSD1306) · 菜单系统 · 字库移植

17UI界面设计(上位机端)

PyQt5/PySide6 · 布局 · 信号与槽

18按键与交互逻辑

物理按键消抖 · 长按/短按/双击 · 状态机

19报警系统设计

阈值设定 · 声光报警驱动 · 报警日志

20电源管理与低功耗

电池供电 · STM32低功耗模式 · 数据保存

21数据导出与分析

USB Mass Storage · 导出到PC · Python分析脚本

22系统测试与验证

单元测试(CUnit) · 集成测试 · 72小时压力测试

23可靠性设计

看门狗(IWDG/WWDG) · 软件陷阱 · 异常日志

24医疗标准与合规

IEC 60601-1 · ISO 13485 · 风险管理文档

25项目实战：原型搭建

面包板→PCB · 硬件调试 · 软件联调

26代码优化与重构

MISRA-C · PC-Lint静态分析 · CPU/内存优化

27版本控制与协作

Git基础 · Git Flow · Code Review

28CI/CD 持续集成/部署

Jenkins/GitHub Actions · 自动化构建与测试

29产品化与量产

PCB打样贴片 · EMC整改 · 生产测试工装

30课程总结与展望

技术复盘 · 物联网+医疗趋势 · 进阶路径