温灸仪单片机设计

一、概述

在我国的传统中医医术中，针灸以其独特的风格、广泛的用途、确切疗效和安全无害的优点，著称国际医林。至今世界已有90多个国家和地区，将针灸应用于临床医病。随着医疗事业的发展，对有些病症单纯采用传统的针灸法，已不能满足当前需要。随着科学技术的发展，它包括电子，微波，激光，超声波等技术，在各种医疗仪器中已得到广泛的应用，这也是历史的必然。新型针灸仪的出现，必将推动针灸医术的发展，它有利于针灸医术的现代化。为使针灸医术这块中华瑰宝发挥其神奇作用，我们设计了采用模糊控制方法的电针灸仪，它适用于温针、温灸，应用它将有效促进针灸医术的发展，增强其疗效。

二、电脑针灸仪的应用

在针灸疗法中，有针法与灸法，该处侧重介绍温针与温灸法。

2．1 直接温灸法

在电灸头端部涂“艾油”，置于欲灸疗穴位皮肤上，用拨码盘设定温度，由单片机控制电灸头，使其温度上升到设定温度(45。c)，并稳定在45。士0．5~C的温度上。

2．2 间接温度灸法

可在穴位皮肤上放置鲜姜片(隔姜灸)或附子片(隔附子灸)，或白藏片(隔白藏灸)，或根据病情将多种药物调剂的浸药垫敷于穴位上，将灸头置于药垫上方，用拨码盘设定温度，单片机控制电灸头在60。～ 65。C即可。(这时可使皮肤感温温度达45。C士0．oc)

三、电脑针灸仪的优点

温度可调，调好后温度恒定并可数字显示。定时显示，针灸时间到时有声光提示。保持了传统灸法，其温针的优点，它能起到“针与灸”并用的作用，增强了疗效。消除了因用“艾条灸”产生的烟雾，保持空气清新，也避免了热艾灰灼伤皮肤及造成不卫生的状况。

四、电脑诊就医的硬件结构

4．1 程序存贮器

因8031内部无程序存贮器，本系统需扩展一片2732 EPROM 做为程序存贮器。031的Po口直接与2732的Do-~Dr相接形成数据通道。8031的Po口通过373锁存器与2732的低8位地址线相接，作为低8位地址线，高4位地址由8031的P2．o～Pz．s4位提供，373的数据锁存由、8031的ALE脚控制。

4．2 调控的温度时间的设定与显示

本仪器可自动控制灸头的温度和灸疗的时间，其温度与时间的设定值由拨码盘输入，经并行接口8I55到达8031 RAM 数区，再通过8155送到七段显示器上显示其设定值，显示正确后，可以开始工作。打开工作开关进入正常工作后，时间显示器显示所剩余的时间“分钟数”，即时间每分钟减1。温度显示器显示的是实测的工作温度值。最左边的一位显示的是灸头的路数。每路显示2O秒钟，进行循环显示。(小数度不予显示。

4．3 电加热灸头的温度控制灸头的温度由P·口输出，采用模糊控制调节占空比的电脉冲，经工作开关(亦可是051模拟开关)，再经7407驱动器，固态继电器SSR去控制加热元件，使灸头温度得到控制与调节。若某路工作开关未打开，则此路没有输出，亦不检测温度。

五、软件系统

该系统软件采用模块式，便于调试和修改，其程序框图如图2所示。初始化后读拨盘数据，并显示拨盘数据(时间“分 )，然后检测控温开关是否打开，如未打开则返回初始化。若某路控温开关打开则开始控温。(定时中断及显示程序框图等不在此详述)

5．1 时间、温度的设定与显示该仪器开始工作时，先加温到设定温度后开始计时。它采用减1计数法。即设定时间先暂存在数据缓冲区内，当每到一分钟，存数单元内容减1，减到0则表示时间到，此时仪器可由声光提示医护人员。温度显示器上显示实测温度值。因该仪器可对8路灸头控温，路数显示器上显示的是现在显示的实测温度值的路数。每路显示2O秒后转向下一路，循环显示8路的路数和。实测温度值。

5．2 各灸头温度的模糊控制

各灸头加热过程是一个滞后使被温灸穴位皮肤部分的感受温度稳定性难以保证。又由于被控电灸头温变过程难以构造数学模型，为此我们采用了典型的模糊控制(FC)。FC的作用完全是在操作人员控制经验的基础上，无需建立数学模型。因过程参数的变化对模糊控制的影响不大，因此在所选择的任何工作点都能得到很好的控制，这是因为模糊控制本质上是非线性的，实验表明它的响应曲线比经典的PID要好。模糊控制过程如图3所示，Tt是被调参数，Tf是给定温度。E为偏差，C为偏差变化率，u是控制量。琶、 、Ⅱ是模糊量。K．、Kc,KT别为E、C、u的化因子，它们做控制参数用。Q。分别为精确量到模糊量的转换单元，Q。为模糊量到精确量的转换单元。