某型康复器测控系统的研制

论文摘要

本文详细介绍了一款用于中风病人上肢锻炼的康复器的研究和设计。整个康复器由执行机构、传感器和控制部分组成。传感器是用来测量病人上肢用力的;在执行机构部分当中,详细介绍了带动病人上肢锻炼的伺服电机的选取;在控制部分当中,分硬件和软件两部分进行了阐述。首先介绍了以 MCS-51 系列兼容的单片机 AT89C52 为核心设计出的整个系统的硬件电路图,其中包括中央处理、数据采集、电机驱动、人机接口、信号隔离、语音、时钟显示和电源等八个模块,进而利用 Protel 软件设计出了 PCB 电路板,另外还介绍了为提高康复器抗干扰能力采取的措施;然后论述了根据功能要求及相应器件的使用原则,用 51 系列单片机的汇编语言设计编写的若干子程序,分别完成了电机运行、器件译码、数据采集、语音提示、时钟显示等系统功能,并详细列出了各子程序的流程图,还说明了编程和调试过程中碰到的问题和相应的解决方法。最后对该康复器应用于中风病人其他部位锻炼的良好前景（可能性）进行了展望。 该康复器已得到了中风康复专家的认可,并即将得到临床应用。因此,它的研制成功,对于医疗器械自动化程度的提高具有一定的现实意义。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 智能仪器简介
• 1.2 本课题的研究背景
• 1.3 课题的研究内容
• 第二章 康复器的总体设计
• 2.1 康复器的功能介绍
• 2.1.1 第一种模式——训练模式
• 2.1.2 第二种模式——锻炼模式
• 2.1.3 第三种模式——康复模式
• 2.2 康复器的性能指标
• 2.3 康复器总体组成设计
• 2.3.1 执行机构中电机的选取
• 2.3.2 力传感器的选择
• 2.3.2.1 电阻应变片的工作原理
• 2.3.2.2 电阻应变片的变换电路
• 2.3.2.3 电阻应变片的变换电路－恒压电桥
• 第三章 智能控制器的硬件设计
• 3.1 中央处理单元
• 3.1.1 AT89C52 简介
• 3.1.2 X25045 的介绍
• 3.1.3 译码电路
• 3.2 人机接口电路
• 3.3 数据采集通道的设计
• 3.3.1 传感器输出信号放大 AD620
• 3.3.2 AD 转换电路
• 3.4 电机驱动电路
• 3.4.1 伺服电机及驱动器的简介
• 3.4.2 电机驱动电路中硬件的连接
• 3.4.3 信号隔离电路
• 3.5 语音部分
• 3.5.1 ISD1400 系列语音芯片的特性
• 3.5.2 ISD1420 的基本操作
• 3.5.3 芯片的硬件电路连接
• 3.6 时钟显示部分
• 3.6.1 DS1302 的工作原理及命令字节
• 3.6.2 数据输入、输出过程及多字节操作方式
• 3.6.3 各寄存器的地址
• 3.6.4 DS1302 与单片机的接口电路
• 3.7 与上位机通讯部分
• 3.8 控制器硬件电路板实物图
• 第四章 智能控制器的应用软件设计
• 4.1 概述
• 4.1.1 控制器软件设计思想
• 4.1.2 控制器软件的组成
• 4.1.3 单片机的资源分配
• 4.2 主程序设计
• 4.2.1 清内部RAM
• 4.2.2 初始化其他外部设备
• 4.3 电机运行子程序
• 4.4 时钟中断子程序
• 4.5 译码电路设计
• 4.6 键盘扫描显示部分
• 4.7 X25045 存储子程序
• 4.8 数据采样部分
• 4.8.1 AD620 的放大倍数的选择
• 4.8.2 ADC 转换过程
• 4.8.3 ADC 转换结果数据处理
• 4.8.4 力值采样实验数据
• 4.9 选择治疗模式程序设计
• 4.10 语音部分设计
• 4.11 计算子程序
• 4.12 初始位置调整子程序
• 4.13 时钟显示部分软件设计
• 第五章 调试结果与分析
• 5.1 康复器调试运行结果及分析
• 5.2 康复器样机实物照片
• 5.3 康复器运行结果显示
• 第六章 课题总结与展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 康复器发展展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的主要论文