本文關(guān)鍵詞：基于PIC單片機(jī)的胰島素泵硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《沈陽(yáng)理工大學(xué)》 2008年

基于PIC單片機(jī)的胰島素泵硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)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(diǎn)。隨著糖尿病人群的不斷擴(kuò)大,胰島素泵具有越來(lái)越廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。本文的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一款便攜式開(kāi)環(huán)胰島素實(shí)驗(yàn)泵,重點(diǎn)在于硬件電路設(shè)計(jì)。 在對(duì)胰島素泵結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,本文形成了胰島素泵硬件電路的模塊化設(shè)計(jì)方案。胰島素泵的整個(gè)硬件電路分成中央處理模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、液晶顯示模塊、鍵控模塊、電源模塊、外部EEPROM模塊、時(shí)鐘模塊、報(bào)警模塊和檢測(cè)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(gè)模塊的設(shè)計(jì),最后融合成一個(gè)完整的胰島素泵電路系統(tǒng)。 電機(jī)是胰島素泵的核心控制部分。本文選用PIC單片機(jī)控制微型直流伺服電機(jī),采用PWM調(diào)速方案控制注射器的推進(jìn)速度。本文在胰島素泵專(zhuān)用注射器的輸注推力和輸注速度關(guān)系測(cè)試實(shí)驗(yàn)、電機(jī)端與負(fù)載端基本公式關(guān)系推算的基礎(chǔ)上,首次提出基礎(chǔ)率的電機(jī)步進(jìn)脈沖式控制輸注算法和大劑量的電機(jī)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(duì)胰島素泵的硬件電路和部分軟件進(jìn)行了具體的低功耗設(shè)計(jì),同時(shí)考慮了硬件電路的電磁兼容性。 通過(guò)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)板的在線(xiàn)仿真調(diào)試和軟件配合,本實(shí)驗(yàn)泵基本達(dá)到各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求,完成了全中文圖形菜單式操作界面的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)率和大劑量的輸注控制,從而證明了硬件電路設(shè)計(jì)的正確性和可行性,基本上取得預(yù)期效果。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類(lèi)號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展方向11-12

1.3 本課題研究目的、理論意義和實(shí)際價(jià)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(shí)驗(yàn)泵設(shè)計(jì)的功能特點(diǎn)及技術(shù)分析18-20

2.3 胰島素泵硬件設(shè)計(jì)方案與步驟20-24

2.3.1 系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)思路20-21

2.3.2 硬件整體構(gòu)成及工作機(jī)理21-23

2.3.3 核心單片機(jī)選型23-24

2.3.4 本設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)平臺(tái)24

2.4 液晶界面設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)26-42

3.1 中央處理模塊26-29

3.1.1 CPU 簡(jiǎn)介26-28

3.1.2 PIC18LF6720 與PIC16F883 的連接28-29

3.2 人機(jī)交互單元的設(shè)計(jì)29-34

3.2.1 液晶顯示模塊的設(shè)計(jì)29-32

3.2.2 按鍵接口的設(shè)計(jì)32-33

3.2.3 報(bào)警模塊設(shè)計(jì)33-34

3.3 存儲(chǔ)器模塊的設(shè)計(jì)34-35

3.4 時(shí)鐘模塊設(shè)計(jì)35-37

3.5 電源模塊設(shè)計(jì)37-39

3.6 檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)39-40

3.7 在線(xiàn)調(diào)試接口的連接40-41

3.8 本章小結(jié)41-42

第4章 電機(jī)控制42-58

4.1 電機(jī)控制思想與及相關(guān)選型42-49

4.1.1 直流電機(jī)調(diào)速基本方法44-47

4.1.2 直流電機(jī)穩(wěn)速方法47

4.1.3 電機(jī)的工作制47-48

4.1.4 電機(jī)正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)和制動(dòng)48-49

4.2 直流電機(jī)控制實(shí)現(xiàn)49-52

4.2.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分具體實(shí)現(xiàn)49-51

4.2.2 編碼器測(cè)速反饋51-52

4.3 電機(jī)的輸注控制算法52-54

4.3.1 基礎(chǔ)率的設(shè)定依據(jù)52-53

4.3.2 餐前大劑量的設(shè)定依據(jù)53-54

4.4 液晶界面菜單的軟件設(shè)計(jì)實(shí)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(shí)現(xiàn)58-67

5.1 系統(tǒng)整體的低功耗設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)58-64

5.1.1 低功耗設(shè)計(jì)思路58-60

5.1.2 硬件的低功耗設(shè)計(jì)60-63

5.1.3 軟件的低功耗設(shè)計(jì)63-64

5.2 PCB 設(shè)計(jì)及硬件電磁兼容性的幾點(diǎn)考慮64-66

5.3 本章小結(jié)66-67

結(jié)論67-69

參考文獻(xiàn)69-72

攻讀碩士學(xué)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(xì)摘要86-89

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【引證文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于PIC單片機(jī)的胰島素泵硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：189021