單片機在醫(yī)療器械中的應(yīng)用(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機在醫(yī)療器械中的應(yīng)用姓名：趙付德 班級：醫(yī)用電子10A1學(xué)號：單片機是單片微型計算機的簡稱，它是將微處理器(CPU)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、程序存儲器(ROM或EPROM等)、定mjif數(shù)器及輸輸出接口等多功能部件集成在一塊芯片上的一種微型計算機。它具有集成度高、體積小、控制功能強、功耗低、可靠性和性價比高等特點，只需要少量的軟件與外圍元件或外部設(shè)備相結(jié)合，便可以組成一個單片機控制或信號處理系統(tǒng)。因此在過程控制、機電一體化產(chǎn)品、智能儀器、醫(yī)用儀器、家用電器、計算機網(wǎng)絡(luò)及通訊等方面得到了極其廣泛的應(yīng)用，隨著單片機技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)用儀器的智能化程度和精度不斷得到提高

2、，其設(shè)汁和制作也更加簡化、容易。進入2008年，越來越多的利好消息出現(xiàn)在醫(yī)療儀器設(shè)備領(lǐng)域。近期，德國、澳大利亞都分別明確表示要在兒童醫(yī)療和全民醫(yī)療領(lǐng)域加大投入。而我國和墨西哥這 樣的發(fā)展中人口大國也將在2008年繼續(xù)其備受世人矚目的醫(yī)療改革。這些政府級別的投入將增加全社會對醫(yī)療儀器設(shè)備的需求。隨著生活水平的不斷提高，人們 對于自身健康的關(guān)注也提升到一個前所未有的高度。今天，越來越多的高科技手段開始運用到醫(yī)療儀器的設(shè)計中。心電圖、腦電圖等生理參數(shù)檢測設(shè)備，各類型的監(jiān) 護儀器、超聲波、X射線成影設(shè)備、核磁共振儀器以及各式各樣的物理治療儀都開始在各地醫(yī)院廣泛使用。遠(yuǎn)程醫(yī)療、HIS、病人呼叫中心、數(shù)字

3、化醫(yī)院等先進理 念的出現(xiàn)和應(yīng)用，使醫(yī)院的管理比以往任何時候都更加完善和高效，同時病人享受到更加快捷方便和人性化的服務(wù)通用型Intel系列單片機基本上是以MSC一5l為內(nèi)核的單片機，其中在醫(yī)學(xué)中以803I、AT89C51、AT89C52、AT89C2051、80C196、8XC552、8098單片機為最多，它們都具有很強的運算和控制能力，促進了醫(yī)用儀器小型化的快速發(fā)展。其中前三種都有Po、P1、I)2和P3四個8忙IO雙向并行端口，其P3為功能復(fù)用端口，利用它可以很方便地實現(xiàn)全雙工串行數(shù)據(jù)的傳輸，因此在需要控制的信號或外設(shè)比較多的情況下使用是很方便的。AT89C2051是一種低功耗、高性能的8位

4、CMOS微控芯片，足AT89C51的簡化體，采用的是20引腳DIP封裝，片內(nèi)帶有2KB快閃可編程，擦除只讀存儲器。在測量和處理信號、控制等不多的情況下得到了非常廣泛的應(yīng)用，同時也能大大地降低功耗、成本等。8XC552、80C196、8098等具有幾個8位IO口和一個與AD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換共用的8位輸人口，同時擁有較大的片內(nèi)ROM和RAM等，因此在測量生理參數(shù)較多、處理較復(fù)雜、控制量較多的情況下，使用這一類單片機可眥簡化外圍電路，縮小醫(yī)用設(shè)備或儀器的體積，降低設(shè)備功耗和成本，提高醫(yī)療儀器的智能化程度。現(xiàn)在很多通用型單片機內(nèi)部本身含有可重復(fù)編程快閃存儲器，寫擦可達1000次以上，時鐘頻率可為024MHz，工

5、作電壓范圍可為276V，其使用具有很大的靈活性。這對于廣大醫(yī)療儀器的設(shè)計和研究者來說，開發(fā)智能化醫(yī)用儀器就變得更加容易、周期更短。正是由于這樣，使得通用型單片機在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用變得日益廣泛。人體的各種生理參數(shù)反映r人體的健康情況，因此人體的各種生理參數(shù)對診斷疾病有著極其重要的價值，因而在醫(yī)學(xué)中對于人體各種參數(shù)的測量就顯得特別重要。另外，人體的生理參數(shù)幾乎都是低頻或超低頻模擬信號，因而對其數(shù)據(jù)的處理速率要求不高，利用單片機完全可以對其進行處理。在醫(yī)學(xué)中，通用型Intel系列單片機用于生理參數(shù)的測量主要有三種方法：第一種是直接使用本身帶有AID轉(zhuǎn)換的單片機如8XCl96，80C552、8098等，

6、對經(jīng)過前端放大、濾波等處理后的各種生理信號進行AD轉(zhuǎn)換，再通過軟件對采集的數(shù)據(jù)進行各種處理，從而測量出相應(yīng)的生理參數(shù)。第二種是單片機本身不帶AID轉(zhuǎn)換，但通過單片機對AID轉(zhuǎn)換芯片如ADC0809，AD574、MCl4433等進行控制，從而實現(xiàn)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量并通過單片機對其進行處理分析等，最終實現(xiàn)測量生理量。第三種是只測量某些生理參數(shù)產(chǎn)生的頻率如心率、呼吸率等，不需AID轉(zhuǎn)換，便可直接通過模擬電路或數(shù)字電路對波形進行整形，其輸出的脈沖信號便可送給單片機處理因為脈沖的頻率就代表了所測量的生理參數(shù)產(chǎn)生的頻率。生理信號的傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)測給病人或被監(jiān)測者帶米很大的方便，同時也更加方便醫(yī)生對疾病的診

7、斷通用型Intel系刈單片機的P0、Pl、P2和P3等8位并行IO口等可以挺方便地實現(xiàn)生理信號的并行傳輸，同時也可由相應(yīng)的口組成Pc計算機標(biāo)準(zhǔn)的并行口，從而利用計算機的標(biāo)準(zhǔn)并行口把測得的生理參數(shù)的數(shù)據(jù)送入汁算機進行各種處理、顯示、打印等”。 對于單片機來說，其串行傳輸有三種方式：單工、半雙工、全雙工。單工是指用一輸出線只允許單方向傳輸數(shù)據(jù)的傳送方式；半雙工指用一對傳輸線允許向兩個方向傳送數(shù)據(jù)，但兩個方向上的數(shù)據(jù)傳送不能同時進行的傳送方式；全雙工是指用兩對傳輸線連接在發(fā)送器和接收器上每對傳輸線只負(fù)擔(dān)一個方向的數(shù)據(jù)傳送，發(fā)送和接收能夠同時進行的傳送方式。由于通用型單片機具有很強的控制和運算能力，具

8、有可多次反復(fù)寫入運行程序和較強的外部擴展功能、性價比商等特點，故使用通用型Inte|系列單片機可以大大降低成本、縮短研發(fā)周期?？s小儀器的整體體積，增加醫(yī)療的智能化程度等。在醫(yī)療儀器中，利用通用型單片機可以研制m各種便攜式智能醫(yī)療儀器。7“3，如黃力宇等利用8031研制出血壓監(jiān)護儀壬玉斌等利用AT89C2051研制出單片機控制的自動采血儀等智能醫(yī)療儀器。綜上所述，通用型Intel系列單片機在醫(yī)學(xué)中的有著極其廣泛的應(yīng)用，隨著單片機和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，單片機在醫(yī)學(xué)巾的應(yīng)用必將更加廣泛，醫(yī)學(xué)儀器的智能化程度也必將得到不斷提高，其使用也將更為方便，可靠。由于通用型單片機具有很強的控制和運算能力，具有可多次反復(fù)寫入運行程序和較強的外部擴展功能、性價比商等特點，故使用通用型Inte|系列單片機可以大大降低成本、縮短研發(fā)周期?？s小儀器的整體體積，增加醫(yī)療的智能化程度等。在醫(yī)療儀器中，利用通用型單片機可以研制m各種便攜式智能醫(yī)療儀器。7“3，如黃力宇等利用8031研制出血壓監(jiān)護儀壬玉斌等利用AT89