基于MSP430低功耗脉冲电磁生物治疗仪的研究

论文题目: 基于MSP430低功耗脉冲电磁生物治疗仪的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 检测技术与自动化装置

作者: 郑彤

导师: 姜印平

关键词: 电磁生物效应,电磁生物学,极低频电磁场,低功耗设计,磁测量

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 生物电磁学是生物学、医学、电磁学的交叉学科,随着人类电磁环境的日益复杂,这门新兴学科正受到越来越多的关注。揭示电磁生物效应的产生机理,利用生物电磁学造福人类,成为新的研究热点。基于以上认识,本课题设计了一种用于人体治疗和保健的电磁生物治疗仪。电磁生物效应一般来说分为热效应和非热效应。热效应已取得理论上的统一,论文中进行了简要论述。非热效应是指电磁场通过使生物体温度升高的热作用以外的方式改变生理生化过程的效应,对外表现明显的特点。但是目前尚未出现一种完善理论能够解释其所有的特点,论文中对于国内外流行的几种观点进行了概述。大量临床观察报告和流行病学调查表明,低频或极低频的电磁场对于人体是有积极作用的。本课题所设计的电磁生物治疗仪通过产生低频脉冲磁场作用于人体,起到治疗和保健的作用。电磁生物治疗仪分为磁场发生器和磁场检测仪两部分。磁场发生器负责产生和调节脉冲磁场的激励信号,论文中详细介绍了该设备的硬件和软件的设计情况。采用新型低功耗单片机MSP430F149作为主控芯片,配合磁场发生电路、键盘及液晶显示电路、电量检测电路等子电路模块组成系统硬件结构。利用单片机低功耗的优越特性,设计了中断唤醒、多次休眠的软件主体流程,取得了良好的功耗控制效果。文中还介绍了开机程序、显示程序等子程序流程。磁场检测仪的作用是对磁场发生器当前工作状态进行指标标识。论文中介绍了磁场检测的常用方法并阐述了本课题中采用探测线圈法的理由,对磁场检测仪的硬件和软件设计进行了详细说明。硬件设计中移植磁场发生器的主控模块、键盘及液晶等子电路模块,与磁场检测单元电路构成系统硬件结构。软件设计采用模块化编程,介绍了主程序流程和磁场检测、背光控制子程序的流程。结果显示,电磁生物治疗仪的各项设计指标能够满足需求,可以用于治疗相关疾病和日常保健。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 引言

1.2 生物电磁学的发展和现状

1.3 生物电磁学研究目前存在的问题

1.4 本课题研究的目的和意义

第二章电磁生物效应的特点及其应用

2.1 电磁生物效应简介

2.1.1 电磁生物效应概述

2.1.2 热效应的特点及其产生机理

2.1.3 非热效应的特点及其产生机理

2.2 电磁生物效应在磁疗中的应用

2.2.1 磁疗的介绍

2.2.2 磁疗中磁场源的选择

2.3 小结

第三章磁场发生器的设计

3.1 磁场发生器的硬件设计

3.1.1 硬件设计总体介绍

3.1.2 MSP430F149 单片机和磁场发生电路设计

3.1.3 键盘和液晶显示电路

3.1.4 DC-DC 电路和充电电路

3.1.5 磁场性能分析和技术指标

3.2 磁场发生器的软件设计

3.2.1 软件设计总体介绍

3.2.2 软件主流程

3.2.3 软件子程序流程

3.3 小结

第四章磁场检测仪的设计

4.1 磁场检测仪方案选择

4.1.1 磁场测量方法概述

4.1.2 电磁感应法

4.1.3 电磁效应法

4.1.4 磁共振法

4.1.5 其它磁测量法

4.2 磁场检测仪的硬件设计

4.2.1 硬件设计总体介绍

4.2.2 磁场检测电路的设计和分析

4.2.3 人机界面介绍

4.3 磁场检测仪的软件设计

4.3.1 软件主流程

4.3.2 软件子程序流程

4.4 小结

第五章全文总结

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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基于MSP430低功耗脉冲电磁生物治疗仪的研究

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