智能化医用电子镇痛泵的设计

智能化医用电子镇痛泵的设计

【摘要】文章基于微电脑智能控制原理，采用单片机程控驱动输注装置技术，设计并制作了一种用于术后病人减轻疼痛感觉的智能化电子镇痛泵。使用atmel 公司生产的加强型AT89C51系列单片机，该芯片具有较高的稳定性和性价比的优势，广泛应用于各类医疗器械设备仪器中。并采用步进电机程控方式，实现了镇痛药物的精准输注，保证了病人在使用时的安全、便捷与最佳的镇痛效果。

【关键词】微电脑智能控制;atmelAT89C51单片机;步进电机程控;安全镇痛

The design of the intelligent medical electronic analgesia pump

Guo Yao Qiang ，Lu zhizeng

（Henan tuoren medical equipment group co.，LTD，Henan xinxiang）

Abstract：Article，on the basis of the principle of microcomputer intelligent control adopts single-chip microcomputer program control drive technology infusion device，designed and produced a feeling for postoperative patients alleviate the pain of intelligent electronic analgesia ing atmel company produces the enhanced AT89C51 MCU series，the chip has the advantages of high stability，and cost-effective，widely used in all kinds of medical instrument equipment ing step motor and photoelectric coding SPC infusion，realized the accurate infusion of analgesic drugs，ensure the safety of the patient when use，convenient，and the best analgesic effect.

Key words：Microcomputer intelligent control;AtmelAT89C51 microcontroller;Stepper motor program;Safe analgesia

一、引言

电子泵是一种能够准确控制输液滴数或输液流速，保证药物能够速度均匀，药量准确并且安全地进入病人体内发挥作用的一种仪器。同时，输液泵还能提高临床给药操作的效率和灵活性，降低护理工作量。输液泵通常是机械或电子的控制装置，它通过作用于输液导管达到控制输液速度的目的。常用于需要严格控制输液量和药量的情况，如在应用升压药物，抗心律失常药药物，婴幼儿静脉输液或静脉麻醉时。

二、电子镇痛泵的总体架构设计

本系统结构就是采用微机系统、泵装置、检测装置、报警装置和输入及显示装置控制，控制药液输送并进行异常报警的设计。在详细的了解了设计要求后，通过资料的查阅，对各部分功能的掌握以及以往输液器成品的了解，在反复比较

和计算的前提下，建立了总体方案的框图，如图1所示。

图1 总体方案框图

总体上确立了以单片机芯片为核心的框架，通过按键启停和过程中的调速命令传达给单片机从而控制步进电机的启停，进而控制推注结构而使液体流速的改变。显示部分采用数码管显示方式，可以显示滴速等信息。输液前，当导管中有气泡时，按2秒钟增进键后快速推进，自动排气，流液灯闪亮，延伸管口出液时止。当输液过程结束、报警器报警，之后通过按键可以使输液过程复位并进入调整状态。

三、硬件系统的设计

（一）单片机的选用

总体设计的硬件核心--单片机。实际中，MCS-51系列单片机价格低廉，派生产品数量众多，便于开发，在一般领域，其性能能满足大部分的需要，目前应用最广泛，在相当长的一段时间内仍将是主流。AT89系列单片机各类型号均以MCS-51为核心发展而来，AT89c51单片机是AT89系列的主流，使用非常广泛。89C51各类型号外部引脚相互兼容，89C51实际有效引脚为40个。具有PDIP、TQFP、PLCC三种封装形式，以适应不同产品的需求，使用时均需插入与其对应的插座中。如图2所示：

图2 AT89c51单片机

由于供应以及标准化等原因，芯片的引脚数目是有限制的，但单片机为实现其功能所需要的信号数目却远远超过此数，因此出现了需要与可能的矛盾，这就可以给出的一些信号的引脚赋予第二功能来解决。

1.I/O引脚（32条）

P0.0--P0.7：P0口8位准双向口线。

P1.0—P1.7：P1口8位准双向口线。

P2.0--P2.7：P2口8位准双向口线。

P3.0--P3.7：P3口8位准双向口线。

（二）控制引脚（4条）

1.ALE/PROG

地址锁存控制信号。在系统扩展时，ALE输出的信号用于控制锁存器把P0

口输出的低8位地址锁存起来，配合P0口引脚的第二功能使用，以实现低位地址和数据的隔离。正常操作时因能按晶振频率1/6的固定频率，从ALE端发出正脉冲信号，所以有时可以加以利用，但应注意，每次访问外部数据存储器时，会少输入一个ALE脉冲。此引脚第二功能是对内部程序存储器固化程序时，作为编程脉冲输入端。