本文關鍵詞：基于PIC單片機的胰島素泵硬件電路的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《沈陽理工大學》 2008年

基于PIC單片機的胰島素泵硬件電路的設計與實現(xiàn)

王文艷  

【摘要】： 胰島素泵是一種治療糖尿病的高科技微型化電子產(chǎn)品,它具有微量輸注、血糖控制平穩(wěn)、可靠性高等優(yōu)點。隨著糖尿病人群的不斷擴大,胰島素泵具有越來越廣闊的市場發(fā)展空間。本文的目標是設計一款便攜式開環(huán)胰島素實驗泵,重點在于硬件電路設計。 在對胰島素泵結(jié)構(gòu)和工作原理進行研究的基礎上,本文形成了胰島素泵硬件電路的模塊化設計方案。胰島素泵的整個硬件電路分成中央處理模塊、電機驅(qū)動模塊、液晶顯示模塊、鍵控模塊、電源模塊、外部EEPROM模塊、時鐘模塊、報警模塊和檢測模塊等九大部分,本文從主要元器件選型,到各功能電路的具體連接,完成各個模塊的設計,最后融合成一個完整的胰島素泵電路系統(tǒng)。 電機是胰島素泵的核心控制部分。本文選用PIC單片機控制微型直流伺服電機,采用PWM調(diào)速方案控制注射器的推進速度。本文在胰島素泵專用注射器的輸注推力和輸注速度關系測試實驗、電機端與負載端基本公式關系推算的基礎上,首次提出基礎率的電機步進脈沖式控制輸注算法和大劑量的電機連續(xù)控制輸注算法。此外,本文從本質(zhì)低功耗和功耗管理兩方面對胰島素泵的硬件電路和部分軟件進行了具體的低功耗設計,同時考慮了硬件電路的電磁兼容性。 通過開發(fā)實驗板的在線仿真調(diào)試和軟件配合,本實驗泵基本達到各項性能指標的要求,完成了全中文圖形菜單式操作界面的設計,實現(xiàn)了基礎率和大劑量的輸注控制,從而證明了硬件電路設計的正確性和可行性,基本上取得預期效果。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TH772
【目錄】：

摘要5-6

Abstract6-10

第1章 緒論10-16

1.1 概述10-11

1.2 胰島素泵的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向11-12

1.3 本課題研究目的、理論意義和實際價值12-14

1.4 本文所研究的內(nèi)容和所作的工作14-16

第2章 胰島素泵的工作原理及技術(shù)分析16-26

2.1 胰島素泵的工作原理16-18

2.1.1 胰島素泵的輸注方式16-17

2.1.2 胰島素泵的工作原理17-18

2.2 本實驗泵設計的功能特點及技術(shù)分析18-20

2.3 胰島素泵硬件設計方案與步驟20-24

2.3.1 系統(tǒng)硬件整體設計思路20-21

2.3.2 硬件整體構(gòu)成及工作機理21-23

2.3.3 核心單片機選型23-24

2.3.4 本設計的開發(fā)平臺24

2.4 液晶界面設計功能與方案24-25

2.5 本章小結(jié)25-26

第3章 胰島素泵的硬件電路設計26-42

3.1 中央處理模塊26-29

3.1.1 CPU 簡介26-28

3.1.2 PIC18LF6720 與PIC16F883 的連接28-29

3.2 人機交互單元的設計29-34

3.2.1 液晶顯示模塊的設計29-32

3.2.2 按鍵接口的設計32-33

3.2.3 報警模塊設計33-34

3.3 存儲器模塊的設計34-35

3.4 時鐘模塊設計35-37

3.5 電源模塊設計37-39

3.6 檢測模塊設計39-40

3.7 在線調(diào)試接口的連接40-41

3.8 本章小結(jié)41-42

第4章 電機控制42-58

4.1 電機控制思想與及相關選型42-49

4.1.1 直流電機調(diào)速基本方法44-47

4.1.2 直流電機穩(wěn)速方法47

4.1.3 電機的工作制47-48

4.1.4 電機正反轉(zhuǎn)、啟動和制動48-49

4.2 直流電機控制實現(xiàn)49-52

4.2.1 電機驅(qū)動部分具體實現(xiàn)49-51

4.2.2 編碼器測速反饋51-52

4.3 電機的輸注控制算法52-54

4.3.1 基礎率的設定依據(jù)52-53

4.3.2 餐前大劑量的設定依據(jù)53-54

4.4 液晶界面菜單的軟件設計實現(xiàn)54-57

4.5 本章小結(jié)57-58

第5章 胰島素泵低功耗及EMC 特性研究與實現(xiàn)58-67

5.1 系統(tǒng)整體的低功耗設計與實現(xiàn)58-64

5.1.1 低功耗設計思路58-60

5.1.2 硬件的低功耗設計60-63

5.1.3 軟件的低功耗設計63-64

5.2 PCB 設計及硬件電磁兼容性的幾點考慮64-66

5.3 本章小結(jié)66-67

結(jié)論67-69

參考文獻69-72

攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果72-73

致謝73-74

附錄74-86

詳細摘要86-89

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8 尹作菲;基于單片機PIC18F2431的無刷直流電動機控制系統(tǒng)[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2009年

9 嚴光興;油井注水閥門智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計[D];廈門大學;2008年

10 鄧家龍;基于μC/OS-Ⅱ的嵌入式開發(fā)平臺的構(gòu)建及其在監(jiān)控器中的應用[D];中南大學;2004年

  本文關鍵詞：基于PIC單片機的胰島素泵硬件電路的設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：189021