单片机控制的多功能诊治仪的设计

　　(一)概述

　　单片机控制技术的发展，促进医疗仪器的更新换代，使得仪器使用更方便，工作更可靠，测量精度更高。本文介绍的多功能诊治仪就是把单片机控制技术与传感器技术有机结合的结果。温度，脉博等物理量通过传感器转化为电量，由A/D‘采样送给CPU、经OPU处理后输出数字化信息，由LED数码管显示，清晰明孔此外，在治疗状态时，通过软硬件结合，由夜kHz的中频脉冲，经低频俯制输出各种波形的治疗脉冲，由用户经键盘设置选择。全部信息数字化显示，使用方便灵活。软件技术使得仪器更加安全可靠，仪器具有声光报警功能，如当治疗电流超过一定数值时，将自动切断电源，发出声光报警;测心率、体温时超过设定值时，同样会发出声光报警，以提示人们进行处理，这是一般监护仪所必备的功能。

　　仪器有单功能状态和多功能状态之分，单功能状态时进行单项测量或治疗，多功能状态时连续监测体温、心率、脉相等参数，处于监护状态。为了减少键数，采用复用键技术。

　　(二)系统组成及工作原理

　　多功能治疗仪的系、统框图如图1所示。在仪器设计时，为了降低成本，尽可能减少外围器件，温度、脉’相、电流等参数的测量共用一个A/D转换器。A/D转换由比较器加相应软件完成，采用双积分技术。

　　温度传感器采用MF一51型热敏电阻，这是一种测量型热敏电阻，性能较为稳定，其输出经放大后进入，A/耳共换器。温度分辨率为。;1度，为了提高测试待度，简化测量电路，根据实际需要把量程定为3仆“1护q这样，降低了热敏电阻非线性的影响，可通过软件补偿来达到规定的精度。在批量生产中，仅校整一点即可。

　　心率和脉相测量采用半导体压娜传感器，动脉血压的变化经传感器转化为脉象波形，其中一路经有关电路由A/D转换器取出波形幅值，另一路则用来测量心率。治疗脉冲波主要由软件完成;治疗电流由恒流源电路输出。

　　键盘用来设置工作状态，如治疗频率、时间、电流及各种报警值等。

　　(三)心率测盆

　　统计脉搏次数的常规方法是在基准时间内测得脉搏跳动次数，然后乘以与6加‘相比的倍数，即得每分钟的脉搏数。这种方法测量误差大，实际上，人体一分钟内脉搏跳动并非常数，对正常人来说，这种变化是在一定范围之内，超过这个范围即表现出心律失常，上述方法不能快速跟踪这种变化。现我们改用测量脉搏波动周期尹，可实现快速连续跟踪脉率的变化。利用8031单片机内的一个定时/计数器，可圆满完成这任务，且有很高的精度。这是由于在测量周期T时，测量时间的起始时刻和结束时刻与被测信号的某一相位保持同丁步，量化误差与频率无关。当采用6M晶振，测量时何为1s时，分辨率可达0.5减10一，。实际上测量时间将随脉搏的变化而变动。心率测量电路如图2所示。