电脑骨折愈合仪论文

电脑骨折愈合仪第一章：电脑骨折愈合仪功能简介1、原理框图电脑骨折愈合仪采用中频电流疗法和高压静电场疗法。中频电流疗法使用两路频率4000HZ及40004150HZ的中频正弦电流，交叉输入人体，在交叉处发生干扰形成干扰场，在干扰场中内生0150HZ的低频调制的脉冲中频电流，也称内生电流，这种内生电流含有中频及低频两种成分，既避免电解，又增加作用的深度，且人体不会产生习惯性，是一种有效的愈合电流。高压静电场疗法是在病灶部位施加高压静电场，使病灶部位电偶极子建立新的电平衡、正负极之间产生应力和应变、促使钙盐向阴极侧泳动沉着，从而促进有关细胞分化、再生，引导新生毛细血管进入骨折缺损处，加速钙化过程，促进骨折愈合。2、工作过程由下图可见，整个电脑骨折愈合仪由7个部分组成：微控制器、整形与滤波电路、功放与升压电路、高压模块、液晶显示板、蜂鸣器、面膜。主要通过按键操作单元进行功能选择，微处理器执行相应的软件包。如果选择内生电模式，则微处理器发出两路不同频率的脉冲信号，脉冲信号经过整形、滤波、功放电路后输出两路正弦波治疗信号, 通过“+”或“-”键控制输出强度的大小；如果选择高压静电模式，则通过高压模块输出治疗信号，通过“+”或“-”键控制输出强度的大小。* 微控制器：此模块为机器的控制核心，它通过采集面膜发出的指令来控制高压模块的工作状态和脉冲信号输出，同时控制液晶显示板实时显示（治疗模式、强度、治疗时间等）。* 整形与滤波电路：此模块的功能为将脉冲信号转换为正弦波信号。* 功放与升压电路：此模块的功能为正弦波信号功率放大及电压放大。* 高压模块：此模块通过微控制器对其的控制，输出高压信号。* 液晶显示板：此模块为实时显示模块（治疗模式、强度、治疗时间等）。* 蜂鸣器：此模块为正常开机提示和治疗时间结束时提示。* 面膜：此模块利用按键来发出指令，通过微控制器执行相应动作。3、技术指标（1）工作频率：有两组电极，a组（一对）工作于固定频率4000Hz频率误差10%，b 组（一对）工作频率范围在（40004150）Hz之内。（2）输出电流范围为:050mA连续可调，最大电流50mA时误差10%（3）治疗仪治疗定时范围为099min，步长：1min，定时误差2%。（4）静电场：直流电压分三档，低档1000V；中档2000V；高档3000V，误差均为5%。（5）额定输入功率: 75W。（6）干扰电差频范围: 0150Hz第二章、软硬件环境电脑骨折愈合仪由主机、高压静电输出极板、自粘性皮肤电极、电极导线组成。本仪器拥有8个软件包，内生电模式有7个软件包，分别对应7种治疗模式；高压静电模式有1个软件包。该控制软件为单片机(AT89S52)汇编程序,将hgb-200.asm程序通过专用译码器直接写入单片机内存中，其主要功能为:实现一组频率为4000Hz的脉冲方波信号；另一组为40004150Hz频率变化的脉冲方波信号,经波形转换电路及功放放大及匹抗输出后,在患处交叉形成0150Hz的低频愈合电流。同时该治疗仪采用电子处方的设计方式，将骨科类疾病归纳为八大类，根据不同的电子处方选择，单片机转入不同的子程序后输出不同的差频脉冲方波信号以治疗对应的骨科类疾病，同时单片机程序为外围电路提供相应的数据处理功能。1、 单片机与按键电路AT89S52单片机： 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，兼容标准MCS-51指令系统，40个引脚，4k字节Flash片内程序存储器，128字节的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口。 空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。功能选择通过按键操作来进行选择，按键串联上拉电阻，一段接在电源正极5V上另一段接在对应的I/O口上，常态时为高电平，对应端口为P0.0,P0.1(P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口),P1,P3.2,P3.3（P1,P3是具有内部上拉电阻的8位双向I/O口，对端口写“1”时，内部上拉电阻把端位拉高，作为输入口使用）。结束键通过上拉电阻连接IMP707CPA低电平复位输出端口，当端口被触发时，高电平复位输出端口启动MOC3021光耦可控硅，互感器输出回路被断开。P3.7口控制蜂鸣器，当输出电压使三极管饱和时相当于开关接通，蜂鸣器响。2. 电源与高压模块市电220V经过电源变压器变为25V,14V,9V，三路交流电压分别进入3个桥式整流电容滤波电路，有效电压25V经过整流输出单向脉动电压，最大值25 V，4700 F和1000 F是数值比较大的电容，对高频阻抗较大，0.1 F电容对低频阻抗较大，二者并联抑制低频到高频的电源干扰信号。在固定式三端稳压器的Vin和GND两端形成一个并不十分稳定的直流电压(该电压常常会因为市电电压的波动或负载的变化等原因而发生变化)，所以再次经过二极管整流电容滤波便在输出端产生了稳定度较好的直流输出电压，分别为24V,12V,5V。24V提供给高压模块工作电压，当不操作时Uce约等于Ucc，三极管基极5V电压，处于截至状态，继电器无法吸合开关，则无高压输出;当操作按键有输入时，信号通过89S52的P2.5、P2.4、P2.3这三脚之一，到达三极管基极,集电极接地,则集电极发射极都正向偏置,三极管处于饱和状态,呈现低阻状态,相当开关接通,则继电器有电流通过并吸合开关,相应信号启动高压模块相应输出，高压选择包括1KV,2KV,3KV。3.信号电压功率放大电路89S52的P3.0、P3.1端为电压功率放大电路的信号输入端，中频正弦电流分别为4000HZ及40004150HZ的两路频率，两路电路相同并独立工作。当无信号输入时，发射极反向偏置，此时截止，故无输出；当输入信号时，三极管集电结和发射结均正向偏置，三极管饱和相当接通，信号被x9313wp接收。x9313wp为10K的数控电位器，调节内部电阻可调节电压输出大小，输出方波VPP大约为4.6V,经过型的RC滤波，滤波输出端接tda2003功放的同向输入端，单电源12V供电，放大倍数为（R39+RX1）/R46,输出电压最大有效值就有12/(2)V,经过互感器输出，电压放大10倍，接触患者的电极片