首页> 正文

基于STM32和uC/OS-Ⅱ的钬激光治疗机控制系统设计

2020-12-08阅读(834)

基于STM32和uC/OS-Ⅱ的钬激光治疗机控制系统设计

论文摘要

结石是泌尿外科的常见疾病,近年来发病率越来越高。传统的治疗方法一般是采取保守的手术治疗,但是手术治疗的弊端显而易见。而近年来不断发展的微创技术则可以很好的缓解以上问题。本文着重介绍一种治疗结石的新方法。随着激光技术的不断进步,将激光技术应用到医学领域上已经成为现实。在微创手术中,钬激光的一个非常重要的应用就是用来碎石,基于上面的事实,针对传统手术存在的弊端,本文设计开发了一种主要针对肾结石的高性能、智能化、多功能的钬激光治疗机控制系统。此外,它还可以应用到治疗输尿管结石、膀胱结石上。论文在分析国内外钬激光技术发展的基础上,结合当前现状,详细分析了钬激光治疗机碎石的工作原理。随后详细介绍了一般嵌入式系统的开发流程。并结合钬激光治疗机的功能需求,运用嵌入式和图像识别技术,设计了一套基于STM32、uC/OS-Ⅱ和图像识别技术的智能化的钬激光治疗机控制系统。本文完成的治疗机,除了具有优秀的碎石能力之外,还创新的将当前先进的图像识别技术运用到结石识别中,自动分析结石的大小并计算碎石的速率,控制系统可以根据碎石的速率自动调节激光功率的大小,实现了对治疗机的智能控制,提高了碎石的效率。根据钬激光治疗机要实现的功能,论文提出了实现系统功能的方案。在硬件上,钬激光治疗机的控制系统采用ST公司最新推出的Cortex-M3内核的STM32F103VCT6作为主控制器,SPCA563B作为图像识别模块的控制器。针对系统运行的需要,除了设计了必需的核心电路以外,还设计了外围模块电路,包括人机接口电路、液晶显示电路、I2C电路、A/D转换电路、音频提示电路、温度传感器电路、激光电源接口电路和图像识别模块电路。在这些设计中,详细阐述了各功能模块电路的设计思想,设计原理,芯片选型和参数选择的过程。最后,对PCB布线做了介绍,介绍了布线的方法和布线过程中需要注意的问题。论文搭建了uC/OS-Ⅱ操作系统,详细介绍了uC/OS-Ⅱ操作系统的移植过程。随后又根据钬激光治疗机的实际功能,将钬激光的工作状态分为五个工作状态。根据要实现的功能画出主流程图,再在流程图的基础上编写应用程序。对图像处理模块,着重介绍图像处理模块识别结石和对识别出来的结石处理的算法,以及对结石智能化处理的过程。最后,对系统进行调试,验证了系统设计方案的合理性和可行性,并指出了系统研究和开发过程中遇到的一些问题,并对钬激光治疗机的未来发展方向和研究的重点进行了展望。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 本课题研究背景
  • 1.2 钬激光治疗机的研究现状
  • 1.3 嵌入式系统的研究现状
  • 1.4 课题研究的目的与意义
  • 1.5 本文研究的主要内容与方法
  • 第二章 钬激光治疗机控制系统总体设计
  • 2.1 钬激光的工作原理
  • 2.2 钬激光治疗机总体介绍
  • 2.2.1 激光器
  • 2.2.2 制冷部分
  • 2.2.3 控制系统
  • 2.2.4 图像采集部分
  • 2.3 嵌入式设计方法总体讨论
  • 2.3.1 嵌入式系统的定义
  • 2.3.2 嵌入式开发过程
  • 2.3.3 开发平台的选择的原则
  • 2.4 嵌入式控制系统开发平台的软硬件选择
  • 2.4.1 嵌入式硬件平台的搭建
  • 2.4.2 软件开发环境的建立
  • 2.5 本章小结
  • 第三章 嵌入式硬件系统的设计
  • 3.1 STM32 核心电路设计
  • 3.1.1 STM32 芯片设计
  • 3.1.2 复位电路设计
  • 3.1.3 系统时钟电路
  • 3.1.4 JTAG 电路
  • 3.1.5 芯片供电以及电池供电电路
  • 3.1.6 BOOT 电路设计
  • 3.2 外围模块电路设计
  • 3.2.1 电源模块设计
  • 3.2.2 串口电路设计
  • 3.2.3 存储器电路
  • 3.2.4 SD 卡控制电路
  • 3.2.5 参考电压电路设计
  • 3.2.6 温度传感器电路
  • 3.2.7 光纤指示光电路
  • 3.2.8 脚踏、光纤和联锁开关
  • 3.2.9 激光电源接口设计
  • 3.2.10 激光电源电压采集电路
  • 3.2.11 激光电源电压调节电路
  • 3.2.12 音频部分电路
  • 3.2.13 人机接口电路
  • 3.2.14 图像识别电路
  • 3.2.15 能量采集电路
  • 3.3 PCBLAYOUT 以及注意事项
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 嵌入式软件系统的设计
  • 4.1 STM32 的启动代码综述
  • 4.2 操作系统移植
  • CPU.H 的编写'>4.2.1 OSCPU.H 的编写
  • CPUC 的编写'>4.2.2 OSCPUC的编写
  • CPUA.ASM 的编写'>4.2.3 OSCPUA.ASM 的编写
  • 4.3 应用程序的编写
  • 4.3.1 主程序设计
  • 4.3.2 通信接口设计
  • 4.3.3 图像识别算法的研究
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 系统调试
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间发表的论文目录

    • 相关论文文献

    • [1].输尿管软镜钬激光治疗肾结石57例分析及研究[J]. 系统医学 2019(23)
    • [2].输尿管软镜联合钬激光治疗142例复杂性肾结石临床疗效观察[J]. 临床医药文献电子杂志 2020(34)
    • [3].胆道镜联合钬激光治疗肝内胆管结石的临床研究[J]. 中国现代药物应用 2016(22)
    • [4].肾积水治疗中输尿管镜探查、钬激光治疗的临床分析[J]. 中国医疗器械信息 2016(16)
    • [5].22例经输尿管镜钬激光治疗的护理[J]. 世界最新医学信息文摘 2017(05)
    • [6].基层医院平卧位微创经皮肾镜钬激光治疗肾结石217例体会[J]. 中国社区医师 2017(14)
    • [7].输尿管镜联合钬激光治疗输尿管结石的疗效探讨[J]. 世界最新医学信息文摘 2017(67)
    • [8].钬激光治疗泌尿系结石临床护理探析[J]. 泰山医学院学报 2014(11)
    • [9].输尿管镜下钬激光治疗输尿管狭窄效果分析[J]. 现代实用医学 2015(09)
    • [10].观察输尿管软镜钬激光治疗肾结石的疗效[J]. 国际感染病学(电子版) 2020(02)
    • [11].输尿管软镜钬激光治疗上尿路结石的临床效果[J]. 安徽医学 2020(02)
    • [12].输尿管软镜钬激光治疗肾铸型结石的临床应用[J]. 中国医药导刊 2016(12)
    • [13].多尼尔钬激光和其他类型钬激光治疗输尿管结石的临床疗效[J]. 江苏医药 2017(03)
    • [14].斜仰卧位经皮肾镜钬激光治疗上尿路结石30例临床观察[J]. 世界最新医学信息文摘 2016(90)
    • [15].经输尿管镜钬激光治疗尿道狭窄或闭锁的78例临床疗效分析[J]. 现代诊断与治疗 2017(03)
    • [16].微创经皮肾镜下钬激光治疗泌尿系结石患者的临床护理体会[J]. 中国医药指南 2017(27)
    • [17].输尿管镜下钬激光治疗输尿管结石的疗效及并发症分析[J]. 世界最新医学信息文摘 2017(71)
    • [18].钬激光治疗输尿管结石的护理体会[J]. 世界最新医学信息文摘 2015(82)
    • [19].输尿管硬镜钬激光治疗输尿管结石疗效分析[J]. 河南外科学杂志 2015(02)
    • [20].输尿管结石输尿管镜硬镜结合钬激光治疗80例临床体会[J]. 世界最新医学信息文摘 2014(07)
    • [21].输尿管镜下钬激光治疗尿道狭窄的临床分析[J]. 中国卫生标准管理 2015(09)
    • [22].输尿管镜联合钬激光治疗输尿管结石[J]. 临床医学 2015(06)
    • [23].输尿管软镜联合钬激光治疗肾结石的临床疗效观察[J]. 中国农村卫生 2015(20)
    • [24].钬激光治疗泌尿系结石的疗效及并发症率评价[J]. 人人健康 2020(14)
    • [25].经皮肾镜联合高功率钬激光治疗肾盂输尿管连接部狭窄合并肾结石临床分析[J]. 河北联合大学学报(医学版) 2013(06)
    • [26].钬激光治疗泌尿道多处肿瘤[J]. 健康博览 2008(09)
    • [27].钬激光治疗泌尿系结石的疗效分析[J]. 内蒙古中医药 2014(02)
    • [28].高位结扎联合腔内钬激光治疗大隐静脉曲张的疗效[J]. 实用临床医学 2014(01)
    • [29].钬激光治疗泌尿系结石疗效观察及护理干预[J]. 中外医学研究 2014(15)
    • [30].输尿管镜下钬激光治疗输尿管结石疗效分析[J]. 现代生物医学进展 2014(14)

    标签：;  ;  ;  

    基于STM32和uC/OS-Ⅱ的钬激光治疗机控制系统设计
    下载Doc文档

    猜你喜欢

    © 2024 毕速过 版权所有 鄂ICP备12018319号-5