本科毕业论文-—激光辅助治疗仪的设计

届毕业生毕业论文题 目: 激光辅助治疗仪的设计 院系名称： 电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 教师职称： 讲 师 年 06 月 10 日摘 要近年来随着生活水平的提高，人们对健康的关注程度的逐渐增加，相应的对医疗设备的关注也得到进一步提高。该课题所研究的激光治疗法是一种非常安全的治疗方法。该课题设计的激光治疗仪是一种医用器械，以AT89S52单片机为核心，采用5V电源供电，利用激光发射器件发射激光，作用于人体敏感部位，产生辅助治疗作用。利用按键对激光器发送的脉冲形式和时间进行控制，从而使末端激光器发射出最适宜身体接受的光波。为了解决治疗强度和治疗时间的问题，我们采用了四位LED数码管动态显示治疗时间，并设置了三个按键，一个用来控制治疗强度，也就是控制激光发射头高低电平的切换，两个按键用来控制治疗时间的加减。为了提醒使用者是否真的采取按键操作功能，我们设计了当有按键按下时蜂鸣器发出报警信号以确定是否采取该操作。利用C语言设计相应的软件实现其功能。该课题设计的治疗仪以单片机为核心，完成了所需要的各项功能，具有结构简单、使用方便的特点。关键词：单片机；激光治疗仪；LEDTitle Design of Laser Aid Treatment Instrument AbstractIn recent years，along with the living standards enhancement, peoples attention to health gradually increases, correspondingly the attention to medical equipment also has further enhancements. The laser instrument which this topic studies is a very safe method of treatment auxiliary.As a kind of medical instrument, this laser treatment meter, in view of its design, AT89S52 was took monolithic integrated circuit as the core, and 5V power source was used for supplying power and laser transmission component for launching laser. It affects in the human body sensitive spot, and has the aid therapeutic action. The meter carries on the control to the pulse mode and time which the laser transmits, thus it makes the terminal laser to launch suitable light waves which the body accepts.In order to solve the problem that patients treatment time and intensity is different, we use four LED nixie light dynamic demonstration to demonstrate the treatment time, It has three pressed keys, two pressed keys are used for controlling the treatment times addition and subtraction, one for the treatment intensity and one used for treatment meter's height level cut. In order to remind the curer of the treatment conclusion and to make the operation easy, this design uses the software to control pressed keys warning function.Use the corresponding C language design software to realize the corresponding function.The structure of this treatment meter which my topic designs is simple and easy to operate.Keywords: Single-chip processor; Laser treatment instrument; LED目 次1 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 治疗仪的使用背景11.3国内外的应用现状21.4 课题的发展要求22方案论证32.1 课题所需的总体功能32.2 总体方案论证32.3 激光发射器的选择63硬件设计73.1 晶振电路73.2 复位电路73.3 显示电路83.4 键盘电路123.5 报警电路143.6 电源电路153.7 激光发射电路164软件设计184.1 系统软件设计语言184.2 软件程序设计18结 论25致 谢26参 考 文 献27附录A：总电路图29附录B：C语言源程序清单31III1 绪论1.1 课题研究的目的和意义随着近年来随着人们生活水平的提高，物质资料的增加和各种疾病的增多，人们对自己和亲人健康问题的关注程度的逐渐增，很多人和医院对医疗设备的关注也得到进一步提高。很多人对医疗设备的要求也在进一步增加，倾向于健康安全的医疗器械。激光照射血液以改变血液生化指标的物理疗法，是目前国内外比较成熟的心脑血管等疾病的治疗方法之一。利用激光的光辐射及波长相关性改变细胞生物学特性，提高细胞活性，增强细胞携氧能力，改善细胞变形能力，降低血液的中分子浓度，改善血液流变形能力，降低血液的中分子浓度，改善血液流变形，降低血脂、胆固醇，有效预防心脏病、脑血栓、心肌梗塞等疾病的发生。是一种非药物非手术的疗法。从而避免了引起各种毒副作用的发生，具有非特异性和广谱的治疗作用。1.2 治疗仪的使用背景激光手术目前主要用于普外科、肝胆外科、泌尿外科、心胸外科、烧伤外科、骨外科、神经外科、妇科、皮肤科、五官科等各科手术。医用激光器作为治疗的设备已充分体现了它无与伦比的优越性。 中国医学科学院基础医学研究所、中国协和医科大学基础医学联合作“导体激光辅助治疗仪血管内辐射安全性的实验研究”。全国近10年来，各地用此法治疗心脑血管疾病的人数以十万计，激光安全等级为3A，未见不安全病例的报导。因此，我们可以放心大胆的在治疗仪器上应用激光来治疗疾病，而这种治疗将会给我们的医疗界带来一个更为广阔的方向和发展空间。激光治疗比以往的手术和药物治疗更安全，对人体无毒副作用，是患者治疗疾病的最佳选择。在经济快速发展的今天，激光辅助治疗仪有了很大的发展空间和应用前景。该课题所研究的激光辅助治疗仪是一种对以AT89S52单片机为核心，采用5V电源供电,利用激光发射器件发射激光，作用于人体敏感部位，产生辅助治疗的医用器械。对激光器发送的脉冲形式和时间进行控制，从而使末端激光器发射出最适宜身体接受的光波。1.3国内外的应用现状在1960年美国贝尔实验室发明红宝石激光器一年后，我国第一台红宝石激光器在长春光机所诞生。自此以后，我国在激光器和激光应用技术研究方面有了许多的成果。激光器和激光应用仪器在八十年代走向市场。我国激光医疗仪器发展较早，在七十年代就有少量应用，但尚未形成市场，“八五”前期激光器械发展势头大减，直到1994、1995年才又重新高速增长。激光医疗器械是我国的出口大项。因为我国激光医疗应用开发较早，激光医疗器械的水平和质量也有较大提高，而价格又比西方国家便宜，作为中、低档激光医疗器械在国际市场上具有一定的优势，历年均在出口，并有逐步增长。1.4 课题的发展要求从激光诞生至今，随着激光技术的发展及其在医学领域中的研究和临床应用，今后激光医学必将取得更快的发展。在激光的发展中，我们应该开拓广阔的视线，在更多方面设计出更多的人性化的器械，能够让我们的治疗和健身变成日常化。在该激光辅助治疗仪的设计中，针对问题，我们通过单片机控制激光发射的时间和强度治疗病人身上的穴位和病变部位。在激光的应用中，主要有两个关键所在，在设计中有按键控制时间的加减和强度，这种简易化的设计似的患者可以独自治疗，而不是通过在医院花费昂贵的费用和耽误宝贵的时间来治疗疾病，无论是老人还是孩子都可以放心安全的使用该仪器，在看电视或者休闲聊天的时候就可以轻松的使用这种仪器治疗。该课题我们所研究的激光辅助治疗仪是一种简单便携的设备，使用+5V电压，使得治疗更加简单方便，患者可以不受时间和地点的限制反复治疗。患者使用时，只需插上5V电源即可进行治疗，使用简单方便，安全可靠。该设计中设有报警功能，有按键按下时，蜂鸣器就会发出报警声音，以此来提示使用者是否需要选择该功能，操作简单方便。2 方案论证2.1 课题所需的总体功能该课题设计的是一种基于单片机为核心的治疗仪，在家庭中可以方便实用。该治疗仪采用激光发射器件，作用于人体敏感部位，产生辅助治疗作用。设计需要把学过的自动控制原理、模拟和数字电路、MCU等多方面专业知识综合运用。在了解治疗仪原理的基础上，采用单片机为核心部件，对激光器发送的脉冲形式和时间进行控制，从而使末端激光器发射出最适宜身体接受的光波。在该课题中，有一个停止开始开关来控制开关的开断，根据不同的疾病选择不同的治疗时间和强度，在设计时应利用单片机控制“+”、“”键来加减时间，由此来选择治疗时间的长短；在治疗过程中还需根据单片机来控制一个按键来控制方波和连续波的切换；利用 +5V电压供电；同时具有设置显示功能和报警等功能。总体设计框图如下图2.1所示，主要结构有单片机，显示器、键盘、报警电路和激光发射电路组成。图2.1 激光辅助治疗仪设计结构框图2.2 总体方案论证2.2.1 单片机的选择MCS-51单片机：MCS-51单片机最早由Intel公司推出，其后，多家公司购买了MCS-51的内核，使得以MCS-51为内核的MCU系列单片机在世界上产量最大，应用也最广泛。 Motorola单片机：Motorola是世界上最大的单片机厂商。从M6800开始，开发了广泛的品种，4位，8位，16位32位的单片机都能生产，其中典型的代表有：8位机M6805，M68HC05系列，8位增强型M68HC11，M68HC12 ，16位机M68HC16，32位机M683XX。 Motorola单片机的特点之一是在同样的速度下所用的时钟频率较Intel类单片机低得多，因而使得高频噪声低，抗干扰能力强，更适合于工控领域