1.2硬件设计方案
    串口扩展模块主要由2部分组成：单片机AT89C2051及模拟开关CD4052、双4通道模拟开关。
    串口扩展模块拓扑结构图如图2所示，其中虚线框内为串口扩展模块的主要部分。

  

2 通信协议设计
2.1数据由用户设备发送到HOST端
    由于各模块是分时复用的，为了避免用户设备之间发生竞争，需要AT89C2051对4个用户设备通道进行仲裁，本文采用以下方案。
    4个用户设备各用一根I/O口线分别与AT89C2051的P1.0～P1.3引脚相连，同时还与一个4输入或非门相连，将某根或某几根I/O口线置高电平并经过该4输入或非门来触发中断，通知AT89C2051有用户设备请求向HOST终端发送数据，同时AT89C2051进行用户设备号查询。AT89C2051收到请求信号后，首先判断 HOST端与其他用户设备之间的数据发送是否结束，若结束，则根据仲裁机制通过与各用户设备相连的P1.4～P1.7引脚置高给出应答响应信号，同时 AT89C2051根据中断查询到的用户设备号对P3.4和P3.5引脚进行设置来控制CD4052模拟开关选通对应通道，用户设备收到应答响应信号后就开始发送数据；若未结束，则屏蔽此次中断，直到数据发送结束才开中断。用户设备数据发送结束时则将通过一个4输入或非门来触发中断，通知AT89C2051此次数据发送结束。在响应数据发送请求时会涉及到多个用户设备请求，从而需要AT89C2051进行仲裁。仲裁机制如下：心电和血氧模块是50 ms定时发送数据，而血压模块需要HOST端发来启动测量命令后才向HOST端发送血压数据，因此需要将血压模块发送数据的请求设置为较高优先级，才能保证血压数据正确及时地发送到HOST端，而心电和血氧模块设置为低优先级轮流发送。