单片机在医疗器械中的应用

单片机在医疗器械中的应用

姓名：赵付德 班级：医用电子10A1 学号：100743029

单片机是单片微型计算机的简称，它是将微处理器(CPU)、数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM或EPROM等)、定mj／if数器及输^输出接口等多功能部件集成在一块芯片上的一种微型计算机。它具有集成度高、体积小、控制功能强、功耗低、可靠性和性价比高等特点，只需要少量的软件与外围元件或外部设备相结合，便可以组成一个单片机控制或信号处理系统。因此在过程控制、机电一体化产品、智能仪器、医用仪器、家用电器、计算机网络及通讯等方面得到了极其广泛的应用，，随着单片机技术的不断发展，医用仪器的智能化程度和精度不断得到提高，其设汁和制作也更加简化、容易。

进入2008年，越来越多的利好消息出现在医疗仪器设备领域。近期，德国、澳大利亚都分别明确表示要在儿童医疗和全民医疗领域加大投入。而我国和墨西哥这 样的发展中人口大国也将在2008年继续其备受世人瞩目的医疗改革。这些政府级别的投入将增加全社会对医疗仪器设备的需求。随着生活水平的不断提高，人们 对于自身健康的关注也提升到一个前所未有的高度。今天，越来越多的高科技手段开始运用到医疗仪器的设计中。心电图、脑电图等生理参数检测设备，各类型的监 护仪器、超声波、X射线成影设备、核磁共振仪器以及各式各样的物理

治疗仪都开始在各地医院广泛使用。远程医疗、HIS、病人呼叫中心、数字化医院等先进理 念的出现和应用，使医院的管理比以往任何时候都更加完善和高效，同时病人享受到更加快捷方便和人性化的服务

通用型Intel系列单片机基本上是以MSC一5l为内核的单片机，其中在医学中以803I、AT89C51、AT89C52、AT89C2051、80C196、8XC552、8098单片机为最多，它们都具有很强的运算和控制能力，促进了医用仪器小型化的快速发展。其中前三种都有Po、P1、I)2和P3四个8忙I／O双向并行端口，其P3为功能复用端口，利用它可以很方便地实现全双工串行数据的传输，因此在需要控制的信号或外设比较多的情况下使

用是很方便的。AT89C2051是一种低功耗、高性能的8位CMOS微控芯片，足AT89C51的简化体，采用的是20引脚DIP封装，片内带有2KB快闪可编程，擦除只读存储器。在测量和处理信号、控制等不多的情况下得到了非常广泛的应用，同时也能大大地降低功耗、成本等。8XC552、80C196、8098等具有几个8位I／O口和一个与A／D转转换共用的8位输人口，同时拥有较大的片内ROM和RAM等，因此在测量生理参数较多、处理较复杂、控制量较多的情况下，使用这一类单片机可眦简化外围电路，缩小医用设备或仪器的体积，降低设备功耗和成本，提高医疗仪器的智能化程度。现在很多通用型单片机内部本身含有可重复编程快闪存储器，写／擦可达1000次以上，时钟频率可为0～24MHz，工作电压范围可为2．7～6V，其使用具有很大的灵活性。这对于广大医疗仪器的设计和研究者来说，开发智能化医用仪器就变得更加容易、周期更短。正是由于这样，使得通用型单片机在医学领域的应用变得日益广泛。

人体的各种生理参数反映r人体的健康情况，因此人体的各种生理参数对诊断疾病有着极其重要的价值，因而在医学中对于人体各种参数的测量就显得特别重要。另外，人体的生理参数几乎都是低频或超低频模拟信号，因而对其数据的处理速率要求不高，利用单片机完全可以对其进行处理。在医学中，通用型Intel系列单片机用于生理参数的测量主要有三种方法：第一种是直接使用

本身带有AID转换的单片机如8XCl96，80C552、8098等，对经过前端放大、滤波等处理后的各种生理信号进行A／D转换，再通过软件对采集的数据进行各种处理，从而测量出相应的生理参数。第二种是单片机本身不带AID转换，但通过单片机对AID转换芯片如ADC0809，AD574、MCl4433等进行控制，从而实现将模拟量转换成数字量并通过单片机对其进行处理分析等，最终实现测量生理量。第三种是只测量某些生理参数产生的频率如心率、呼吸率等，不需AID转换，便可直接通过模拟电路或数字电路对波形进行整形，其输出的脉冲信号便可送给单片机处理．因为脉冲的频率就代表了所测量的生理参数产生的频率。

生理信号的传输和远程监测给病人或被监测者带米很大的方便，同时也更加方便医生对疾病的诊断．通用型Intel系刈单片机的P0、Pl、P2和P3等8位并行I／O口等可以挺方便地实现生理信号的并行传输，同时也可由相应的口组成Pc计算机标准的并行口，从而利用计算机的标准并行口把测得的生理参数的数据送入汁算机进行各种处理、显示、打印等”。 对于单片机来说，其串行传输有三种方式：单工、半双工、全双工。单工是指用一输出线只允许单方向传输数据的传送方式；半双工指用一对传输线允许向两个方向传送数据，但两个方向上的数据传送不能同时进行的传送方式；全双工是指用两对传输线连接在发送器和接收器上．每对传输线只负担一个方向的数据传送，发送和接收能够同时进行的传送方式。

由于通用型单片机具有很强的控制和运算能力，具有可多次反复写入

运行程序和较强的外部扩展功能、性价比商等特点，故使用通用型Inte|系列单片机可以大大降低成本、缩短研发周期。缩小仪器的整体体积，增加医疗的智能化程度等。在医疗仪器中，利用通用型单片机可以研制m各种便携式智能医疗仪器。7“3，如黄力宇等利用8031研制出血压监护仪．壬玉斌等利用AT89C2051研制出单片机控制的自动采血仪等智能医疗仪器。综上所述，通用型Intel系列单片机在医学中的有着极其广泛的应用，随着单片机和电子技术的飞速发展，单片机在医学巾的应用必将更加广泛，医学仪器的智能化程度也必将得到不断提高，其使用也将更为方便，可靠。

由于通用型单片机具有很强的控制和运算能力，具有可多次反复写入

运行程序和较强的外部扩展功能、性价比商等特点，故使用通用型Inte|系列单片机可以大大降低成本、缩短研发周期。缩小仪器的整体体积，增加医疗的智能化程度等。在医疗仪器中，利用通用型单片机可以研制m各种便携式智能医疗仪器。7“3，如黄力宇等利用8031研制出血压监护仪．壬玉斌等利用AT89C2051研制出单片机控制的自动采血仪等智能医疗仪器。综上所述，通用型Intel系列单片机在医学中的有着极其广泛的应用，随着单片机和电子技术的飞速发展，单片机在医学巾的应用必将更加广泛，医学仪器的智能化程度也必将得到不断提高，其使用也将更为方便，可靠。

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