本文關(guān)鍵詞：基于ARM系統(tǒng)的脈沖電療儀設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類自我保健意識的不斷增強，醫(yī)用電療儀器的應(yīng)用范圍越來越廣。醫(yī)用電療儀通過產(chǎn)生一定的生物脈沖去刺激人體，具有改善血液循環(huán)、營養(yǎng)代謝，提高免疫能力等功能。目前國內(nèi)外電療儀器普遍使用的波形是正弦波、尖波、方波、鋸齒波、三角波等。這些波形使用一段時間后很容易使人產(chǎn)生習(xí)慣性的適應(yīng)問題，因而這就要求電療儀的輸出波形功率不能太大，從而達不到治療的效果。本文針對上述電療儀存在的問題設(shè)計了一種基于ARM系統(tǒng)的脈沖電療儀，該電療儀包括ARM處理器系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、升壓電路、波形放大電路、開關(guān)電路和治療電極。用ARM處理器系統(tǒng)作為控制核心，具有產(chǎn)生治療波形，液晶顯示治療波形類型和治療強度，鍵盤掃描，控制D/A轉(zhuǎn)換輸出波形的包絡(luò)，將波形包絡(luò)放大，控制開關(guān)電路輸出波形脈沖等功能。最終，電療儀可輸出11種治療波形，最高峰值可達120V，脈沖頻率從500Hz至40kHz不等，使用時，用戶設(shè)定治療波形類型和治療強度，ARM處理器系統(tǒng)接收到用戶的信息后，顯示用戶所設(shè)定的治療波形參數(shù)，調(diào)用相應(yīng)的治療波形。最后開關(guān)電路輸出的波形脈沖通過專用的治療電極作用于人體的治療部位。本文通過人體對電療儀輸出波形的體驗，分析總結(jié)了人們對不同波形的不同感受以及波形參數(shù)對人體感受的影響，證實了儀器的可靠性。本電療儀使用簡單，安全，波形變化多樣，實用性強。 1、本文根據(jù)項目課題的要求，分別進行了以下幾個工作內(nèi)容： （1）本文設(shè)計了一種基于ARM系統(tǒng)的脈沖電療儀，為解決現(xiàn)有電療儀安全系數(shù)低，治療波形單一，治療強度不易控制等問題而設(shè)計。針對目前存在的問題，首先分析了醫(yī)用電療儀的原理，然后提出了本設(shè)計的總體設(shè)計方案和放大器電路的方案選擇。 （2）完成基于ARM系統(tǒng)的脈沖電療儀的硬件電路設(shè)計。該電療儀包括ARM處理器系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示、D/A轉(zhuǎn)換、升壓電路、波形放大、開關(guān)電路和治療電極。逐一分析各模塊電路的工作原理與工作過程。 （3）完成基于ARM系統(tǒng)的脈沖電療儀的軟件設(shè)計。該電療儀軟件設(shè)計主要針對Mini2440開發(fā)板上ARM9裸機程序的設(shè)計，采用ARM系統(tǒng)光盤自帶的ADS工具對系統(tǒng)進行軟件設(shè)計及調(diào)試。軟件設(shè)計主要包括主程序，液晶顯示和按鍵子程序設(shè)計和波形發(fā)生過程軟件設(shè)計。 （4）完成儀器實驗數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析。主要用MATLAB對儀器產(chǎn)生的波形進行頻譜等的分析和比較，總結(jié)人們對不同波形的不同感受以及波形參數(shù)對人體感受的影響，證實儀器的可靠性和安全性。 2、根據(jù)以上工作內(nèi)容可以看出，本設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)有： （1）升壓電路。由于要給高壓三極管供電，基于安全性和便攜的特點，本文采用12V至150V（15W）正激DC-DC的設(shè)計。 （2）高壓放大器。本文所設(shè)計的高壓放大器需要將信號放大到120V左右，綜合比較集成運放放大電路、脈沖變壓器放大和高壓三極管放大三個方案，最后采用了高壓三極管放大電路，其安全性高、信號失真小、有較高的帶寬并且工作穩(wěn)定。 （3）多級安保措施。本文設(shè)計的安保電路由多處保險絲與輸出保護電阻構(gòu)成。升壓電路處的過壓過流保護，用DC-DC來產(chǎn)生小功率高壓，比直接整流電網(wǎng)電壓獲得的高壓安全得多。其次，該處的過壓過流保護動作時間小于1ms，其遠遠小于保險絲的熔斷時間。
【關(guān)鍵詞】：電療儀 高壓放大器 升壓電路 治療波形 電刺激
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH772.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 目錄9-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 醫(yī)用電療儀器概述12-13
• 1.2 電療儀的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-14
• 1.3 本文的研究意義14-15
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 基于 ARM 系統(tǒng)的脈沖電療儀的總體方案設(shè)計17-23
• 2.1 醫(yī)療電刺激波形概述17-19
• 2.1.1 醫(yī)療電刺激波形分類17-18
• 2.1.2 醫(yī)療電刺激波形的作用18-19
• 2.2 基于 ARM 系統(tǒng)的脈沖電療儀輸出波形簡介19-20
• 2.3 儀器總體方案設(shè)計20-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 基于 ARM 系統(tǒng)的脈沖電療儀的硬件電路設(shè)計23-37
• 3.1 ARM 系統(tǒng)開發(fā)板最小系統(tǒng)23-27
• 3.1.1 液晶顯示與鍵盤模塊設(shè)計24-26
• 3.1.2 通用 I/O 口設(shè)計26-27
• 3.2 數(shù)據(jù)傳輸與 D/A 轉(zhuǎn)換電路設(shè)計27-29
• 3.3 波形發(fā)生板電路設(shè)計29-35
• 3.3.1 波形發(fā)生板總體設(shè)計29-30
• 3.3.2 波形放大電路設(shè)計30-32
• 3.3.3 升壓電路設(shè)計32-35
• 3.4 開關(guān)電路設(shè)計35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 基于 ARM 系統(tǒng)的脈沖電療儀的軟件設(shè)計37-44
• 4.1 系統(tǒng)主程序37-40
• 4.2 子程序設(shè)計40-42
• 4.2.1 液晶顯示與按鍵軟件設(shè)計40
• 4.2.2 波形發(fā)生軟件設(shè)計40-42
• 4.3 程序下載方法42-43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 基于 ARM 系統(tǒng)的脈沖電療儀的數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析44-52
• 5.1 波形頻譜分析44-45
• 5.2 波形有效值分析45
• 5.3 波形變化率分析45-48
• 5.4 波形實驗與參數(shù)作用分析48-51
• 5.4.1 電療儀輸出波形體驗48-50
• 5.4.2 波形參數(shù)作用分析50-51
• 5.5 本章小結(jié)51-52
• 第6章 全文總結(jié)與展望52-54
• 6.1 本文主要研究工作與成果52-53
• 6.2 本文工作展望53-54
• 參考文獻54-57
• 作者簡介及在學(xué)期間所取得的研究成果57-58
• 致謝58

【參考文獻】

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本文編號：392226