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临床上,为保证病情危重、存在消化道功能障碍、无法经口进食患者的营养素的摄取,常需根据不同的实际情况采用不同的特殊饮食护理方法。胃肠内营养是通过管饲或口服等方式经过胃肠道向患者提供营养素和能量的支持方式。早期肠内营养在重症急性胰腺炎的护理、结直肠癌病人术后恢复、食管癌患者术后恢复、改善病人围手术期营养状况等方面发挥了重要的作用。此外,采用实施肠内营养的方法可极大地降低各种肠道手术的并发症。肠内营养泵是由微处理器控制的肠内营养输送系统,能够精确地控制各种营养液的输注,是确保患者肠内营养安全有效实施的重要装置。便携式肠内营养泵在病人转院、紧急救护等情况下仍可使用,具有广阔的市场前景。 本文在充分了解肠内营养泵工作原理的基础上,按照企业技术要求和仪器的通用标准和专用标准,从软硬件协同的角度,设计并实现了肠内营养泵系统。 首先,分析了蠕动泵的工作原理及优点,在比较各种电机特点的基础上完成了电机的选型。分析了直流电动机的工作原理、控制原理及保护,在此基础上设计了直流电动机的控制系统方案,方案方便灵活,可根据需要选择单闭环或双闭环控制。 其次,在比较常用气泡检测方法优缺点的基础上,选择超声波作为气泡和管路是否为空的检测方法,并论证了其可行性。根据超声波气泡检测的特点,选择了最优的超声波气泡检测方式,确定了超声波的发射频率。设计了超声波气泡检测的具体实现方案,给出了硬件电路图和参数的选取方法。结果表明,能够实现对气泡和气栓的检测,同时能够实现对管路是否为空的检查。 再次,完成主控芯片的选型并设计了系统的总体硬件方案,在此基础上设计了各个硬件模块的实现方案和具体的原理图。设计了系统的电源电路,采用电子开关的方法实现了系统的低功耗及上电时序的控制。完成了元器件选型,兼顾性能和结构的要求,确定了系统的单板PCB数量,完成了所有PCB的设计与硬件调试,验证了硬件系统的正确性。 最后,完成了硬件的软件初始化工作,编写了与硬件相关的子函数,完成硬件的初始化配置,包括时钟、LCD、SDRAM等。采用模块化思想,将系统软件分成各个子模块,设计了软件的架构和流程图,完成了软件逻辑设计及界面的编写。从硬件、软件等角度分析了系统的可靠性并提出了提高系统可靠性的方法。