基于arm芯片的调制波形发生器

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1、基于arm系统的脉冲电疗仪随着科学技术的发展和人类口我保健意识的不断增强，医用电疗仪器的应用范围越来越广。医用电疗仪通过产生一定的生物脉冲去刺激人体，具有改善血液循环、营养代谢，提高免疫能力等功能。电刺激，又称电疗法，它能够使用各种电流或电磁场來达到防治疾病的目的，准确地说这种治疗手段就是利用电流作用在人体上，以捉高人们的健康水平、保健、防治疾病，以及促进病后机体的康复,延缓衰老等。按波形的形状特点可将波形分为正弦波，方波，三角波，锯齿波，指数波，对数波，以及曲以上波形组合成的不同的波。单调波就是一•种未经调制连续输出的脉冲波。

2、断续波是为时断时续的脉冲，它的相位是经过调制的。疏密波的频率是高低交替的，它是脉宽经过调制的脉冲波。断续波可使肌肉产生有节律的收缩和松弛，它具有较强的兴奋作用，对肌麻痹、肌萎缩、小儿麻痹后遗症、周围神经病变等所引起的肌肉萎缩有较好的治疗效果。疏密波的频率是高低交替的，大体上和呼吸的节奏同步。它能够镇痛、降低肌张力、促进渗出物的吸收。密波多用于止痛，而疏波多用于改善运动神经的功能。疏密波不但可以避免固定频率波形的刺激使人体产生的适应性，还可以加强人体的新陈代谢能力，对肌肉萎缩、一些神经性的麻痹和软组织的损伤有一定的治疗效果。疏密波

3、广泛地应用于镇痛，人量的实验结果表明，疏密波的镇痛效果远远好于固定频率波形的治疗效果。极性波刺激神经的话会引起周围肌肉组织的损伤，且被刺激的部位会冇明显的不适，而采用电荷平衡的无极性波，则能够减少甚至避免这种损伤和不适。经临床的大量实验证明：当各种周期性的吋间函数治疗波形的频率大约在2kHz11满足一定的输出功率的时候，都能够止痛、调节血液循环、调节神经和消炎；当治疗波形的频率在6k-8kHz的区间内，患者所感受到电极的治疗部位的肌肉收缩动感阈值明显低丁治疗过程屮的疼痛阈值，因而这种频率的治疗波形会让患者感受明显口不疼痛。将两种

4、频率波结合使用都能够起到作用，并很好地克服了人体的适应性，同吋使患者治疗吋按摩的感受明显但不会觉得疼痛。1仪器总体方案设计本文设计的脉冲电疗仪输出11种波形，对应标号为Al、B2、C3、D4、E5、F6、G7、H8、SI、S2、S3。波形档位从0~200可调。各个波形的包络形状、最大幅度、脉冲频率、脉冲群包含脉冲个数如表1所示。其屮包络形状为分段函数是指包络形状分为上升和下降两段，上升段为对数函数，下降段为指数函数。波形幅度为最低指标，在保证波形不失真的情况下，输出波形可调幅度越大越好,因为每个人的自身体质不同而对电刺激的感受不

5、同，例如：当作用于人体的输出波形幅度为50V时，有的人可能会感觉幅度适中，有按摩的感觉，也有的人可能会因为幅度过大而感到疼痛，而有的人则会因为幅度过低而完全没有感觉。对于实际输出波形的脉冲频率只要大致与表中参数相同，不影响11种波形脉冲频率的高低顺序即可，木文主要分析不同波形不同参数对人体感受的不同。脉冲群脉冲个数为“一”是指无极性脉冲。表1输出波形参数统计表波形标号包络形状波形幅度(V)脉冲频率(kHz)脉冲群脉冲个数A1分段两数1145.0003B2分段旳数903.0003C3方波9012.0005D4无(断续波)904.4

6、00—E5分段旳数902.6003F6方波1003.1604G7对数函数902.5003H8分段函数902.6003S1方波400.526—S2方波9040.0001S3方波9040.0001电疗仪是能产生不同类型治疗波形来治疗疾病的一种医用电疗仪器。木设计利用ARM系统控制整个仪器的运行，具有产生治疗波形，液晶显示治疗波形类型和治疗强度，键盘扫描，控制D/A转换输出波形的包络，将波形包络放大，控制开关电路输出波形脉冲等功能。本文设计的脉冲电疗仪输出11种波形，对应标号为Al、B2、C3、D4、E5、F6、G7、H8、SI、S2

7、、S3。波形档位从0~200可调。升压电路D/A犍盘三多大高®级/v反馈、补偿电路图1仪器系统框图木装置是基于ARM系统设计的电疗仪。主耍任务是将频率低于100Hz,幅值为0~12V的电压信号放大到0T20V,输出电流小于lOmAo因而电疗仪需要一种高压放大器将D/A输出的生物脉冲(0~12V)放大到120V以上，因此波形放大部分是设计的核心。木设计釆用高压三极管放大，电路安全性高，信号失真小,有较高的带宽，工作稳定。图1为本设计的系统框图。2硬件电路设计2.1数据传输与D/A转换电路设计木设计选用芯片SN74LVC4245做

8、为数据线，该芯片可双向通信，并可以实现5V和3.3V电压二间的互相转换，由于ARM系统接岀来的通用I/O口资源有限，把ARM系统的通用I/O口接到SN74LVC4245上，再接到外围电路上,非常利于实现ARM系统的通用I/O口的复用。如图2为芯片SN74LVC4