【導(dǎo)讀】并嘗試拓展LED可能的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。硬件電路設(shè)計以及系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計，儀器要求紅、藍光雙波長輸出，帶USB插口，用于音頻資料輸入和播放。6)基于設(shè)計基礎(chǔ)上的畢業(yè)論文。2021年12月30日，下發(fā)設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計任務(wù)；2021年1月1日-3月上旬，查閱資料，準(zhǔn)備開題報告，前期設(shè)計工作；2021年3月上旬，開題答辯；2021年5月底，畢業(yè)答辯。速細(xì)胞修復(fù)過程及傷口、潰瘍和骨折的愈合，促進受損神經(jīng)再生及細(xì)胞修復(fù)過程。外并可通過神經(jīng)和體液通路，對生物體遠端產(chǎn)生作用。液循環(huán)及營養(yǎng)代謝，降低血脂，調(diào)節(jié)神經(jīng)機能等治療作用。目前LED在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用正日益擴大并呈良好的發(fā)展前景。本文就是根據(jù)LED與生物組織作用的現(xiàn)象與機理，利用現(xiàn)有的LED治療儀成品，

　　

【正文】 個 是公共引腳。它在排阻上一般用一個色點標(biāo)出來 【 16】 。 內(nèi)存顆粒走線的必經(jīng)之處安裝一排電阻，則能夠幫助 內(nèi)存 起到穩(wěn)壓作用，讓內(nèi)存工作更穩(wěn)定。從而提升內(nèi)存的穩(wěn)定性，增強內(nèi)存使用壽命。 排阻具有方向性，與色環(huán)電阻相比具有整齊、少占空間的優(yōu)點。 圖 排阻示意圖 為了增加帶負(fù)載的能力，經(jīng)常需要在排阻與數(shù)碼管之間安裝一個驅(qū)動芯片， 提高驅(qū)動電流之外，加驅(qū)動芯片也可以省 I/O口 ,驅(qū)動芯片一般有一個使能端 ,單片機的 Pi口和驅(qū)動芯片的輸入端相連 ,當(dāng)你想用數(shù)碼管時 ,讓驅(qū)動芯片的使能端使能 ,這是 Pi 口直接和數(shù)碼管相連 ,當(dāng)驅(qū)動芯片的使能端無效時 ,這是驅(qū)動芯片內(nèi)部程高阻狀態(tài) ,即 Pi 口和數(shù)碼管斷開連接 ,這個時候 Pi口就可以接其他的硬件 ,如果沒有加驅(qū)動芯片的話 ,同一個 I/0 口就只能接數(shù)碼管這種硬件 ,這就達到節(jié)省 I/0 口的目的。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 時鐘電路 幾乎所有的 數(shù)字系統(tǒng) 在處理信號都是按節(jié)拍一步一步地進行的，系統(tǒng)各部分也是按節(jié)拍做的，要使電路的各部分統(tǒng)一節(jié)拍就需要一個“ 時鐘信號 ”，產(chǎn)生這個 時鐘信號 的電路就是 時鐘電路 。 時鐘電路 的核心是個比較穩(wěn)定的 振蕩器 (一般都用 晶體振蕩器 ）， 振蕩器 產(chǎn)生的是 正弦波 ，頻 率不一定是電路工作的 時鐘頻率 ，所以要把這 正弦波 進行 分頻 ，處理，時鐘 ? 冺 ，然后分配到需要瞄地方，讓系統(tǒng)里各部分工作時使用。 執(zhí)行部分 髱動 LED的電路爆為兩個饗分：三極 管放大和繼電器。 三極管 昏電流放大器件，有三個極，分別叫偒集電極 C，基極 B，發(fā)射極 E。分成 NPN 和 PNP??兩種。以 NPN 三極管的共發(fā)射極放奧電路為例來說明三極管放大電鷯的基本原理。 以 NPN型硅三極管為例，我們把從基極 B 流至發(fā)射極 E的電流叫做基極電流 Ib；把從集電極 C流至發(fā)射極 E的電流叫做 ?電極眵流 Ic。這兩個 電流的方向都是流出發(fā)射極的，所以發(fā)射極 E上就用了一個箭頭來表示電流的方向。三極管的放大作用就是：集電極電流受基極電流的控制 (假設(shè)電源能夠提供給集電極足夠大的電流的話 )，并且基極電流很小的變化，會引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關(guān)系：集電極電流的變化量是基極電流變化量的β倍，即電流變化被放大了β倍，所以我們把β叫做三極管的放大倍數(shù) (β一般遠大于 1，例如幾百上千 )。如果我們將一個變化的小信號加到基極跟發(fā)射極之間，這就會引起基極電流的變化，Ib的變化被放大后，導(dǎo)致了 Ic很大的變化。如果集電極電流 Ic是流過一個電阻 R 的，那么根據(jù)電壓計算公式 U=RI 可以算得，這電阻上電壓就會發(fā)生很大的變化 【 17】 。我們將這個電阻上的電壓取出來，就得到了放大后的電壓信號了。 電磁繼電器 一般由 鐵芯 、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的 【 18】 。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向 鐵芯 ，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后 ，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的 【 19】 。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路 【 20】 。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 15 圖 繼電器電路圖 在完成掌握了解 LED 治療儀的工作原理與結(jié)構(gòu)設(shè)置后，剩下的音樂輸出功能就成為整個系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵了。如圖是一個存儲 芯片，它是一個獨立的系統(tǒng)，具有錄音和音樂輸出的功能。通過 引腳的設(shè)置實現(xiàn)音樂控制，具體過程是通過 CPU 產(chǎn)生一個命令，將 置零，高電平產(chǎn)生一個下降沿，存儲芯片感知到命令，開始播放音樂 【 21】 。 圖 獨立的音樂存儲芯片 將系統(tǒng)的軟件處理任務(wù)，分成幾個步驟：顯示進程，按鍵屏處理進程，時鐘進程，電源控制進程和系統(tǒng)進程。 （ 1）系統(tǒng)啟動初始化完成后，其進程主要是根據(jù)時間片輪轉(zhuǎn)，將不同的進程調(diào)入系統(tǒng)中運行。系統(tǒng)的時間片由時鐘進程產(chǎn)生，時鐘進程采用內(nèi)部中斷的方式。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 （ 2）戶命 令識別進程：根據(jù)當(dāng)前的命令狀態(tài)與新的坐標(biāo)值產(chǎn)生新的用戶命令。該進程有兩個表的查詢，分別是根據(jù)坐標(biāo)和當(dāng)前顯示頁面值查詢區(qū)域 【 22】 。然后根據(jù)區(qū)域和當(dāng)前的命令狀態(tài)字查詢新的命令。在本系統(tǒng)中，將各種操作的顯示預(yù)存為顯示頁面框架，頁面號是頁面的唯一標(biāo)識。然后對頁面框架進行劃分區(qū)域，生成一個頁面的區(qū)域表。因此查找區(qū)域操作完成后，將會得到兩個值，頁面號和區(qū)域號 【 23】 。然后根據(jù)頁面號，區(qū)域號和當(dāng)前命令狀態(tài)字查詢命令表，獲得新的命令。 （ 3）狀態(tài)字包括了一系列的狀態(tài)信息，通過進程通過傳遞命令狀態(tài)字來完成通信。 （ 4）源管而主要是根據(jù)命令狀態(tài)字控刾 ōED 電源 【 20】 。 （ 5）鐘進程可以喪生進程切換盄時間片，也可以產(chǎn)生長時間的計時服務(wù) ? LED 進行治療時，往往需要設(shè)置治療時間，迉個訃時工作由時釧進程完成，一旦計時的開始或者結(jié)束，則修改命令狀瀁字 【 25】 。 圖耳 .11 軟件部分邏輯圖? 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 第四章 總結(jié) LED 治療儀具有消炎鎮(zhèn)痛，俁進血液循環(huán)加快、促進創(chuàng)面愈合、提高亪體兏疫力等功效。另外，利用偶波長在人體中具有較淵的穿透深 ?，能夠有效作用于真皮組織的特點。相侁隟著生 物醫(yī)學(xué)與電子信息技術(shù)的不斷深入融合發(fā)展， LED 治療儀在緩解病?痛苦、提高生活健康質(zhì)量方面會發(fā)揮越來越嬧的作用，更好服務(wù)于人們的生活。本文著力添加的音樂播放功能，是在傳統(tǒng) LED 本論文叢要內(nèi)容與結(jié) ? 如下： （ 1）介紹了 LED 與甏物組織相互作用的機理，從而為更科學(xué)準(zhǔn)確的醫(yī)學(xué)治療方式和方法提供理論基礎(chǔ) ?這被學(xué)術(shù)界公認(rèn)為將來 LED 在醫(yī)學(xué)上大發(fā)展、廣糛嚔用的基石 ? (2) 詳細(xì)介紹了 LED 光源的特性和有源區(qū)三種漬同類型皤結(jié)枆 ?同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)、量子阱，分析他們各自產(chǎn)生光源的過程機理，以及簡 要討論它們之間的異同點。 （ 3）本論文重點設(shè)計了具有音樂播放功能的紅藍 LED 治療儀器：核心器件 CPU 采用一家公司的芯片； LED 陣列板采用紅藍兩色的矩形陣列。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 致 謝 隨著論文的撰寫接近尾聲，光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科階段的學(xué)習(xí)也即將結(jié)束。在此，我十分感謝我的導(dǎo)師，是他讓我在這四年的學(xué)習(xí)生涯中獲益良多。黃楚云老師是一位學(xué)識淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)且和藹可親的導(dǎo)師，在學(xué)生的心目中，不僅是一位教導(dǎo)有方的老師，更是一位十分關(guān)心和愛護學(xué)生的親人，因為他的諄諄教導(dǎo)，讓我順利地完成了本科的各項學(xué)習(xí)和 研究工作。在本論文的完成過程中，黃老師給予了我莫大的幫助，在一次又一次的探討過程中，讓我對研究的問題有了更深刻的認(rèn)識，黃老師的這種誨人不倦、嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)及無私奉獻的精神著實讓我感動，再一次向老師致以最誠摯的感謝！ 感謝答辯委員會的各位老師在開題及論文答辯過程中對我的論文所提出的寶貴意見。 最后感謝我的家人一直以來對我的關(guān)愛和鼓勵。 湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 參考文獻 [1] 何毅 .光與醫(yī)學(xué)的結(jié)晶 — 光學(xué)療法 .生命世界 ,2021,6(4):100103. [2] 鄧玲 ,陳仕國 ,馬顯光 .半導(dǎo)體激光血管內(nèi)照射對健康兔紅細(xì)胞變形能力的影響 . 激光雜志 , 2021, 22（ 2） :7980. [3] 黃保續(xù) ,王鴻斌 .低能量激光照射免疫學(xué)調(diào)節(jié)效應(yīng)的研究進展 .東北農(nóng)業(yè)大 學(xué)學(xué)報 , 1999, 30（ 4） :404409. [4] 劉樞曉 .HeNe 激光血管內(nèi)照射對動脈學(xué)攜氧能力的影響及其機理研究 . 光電子激光 , 1999, 10（ 2） :151152. [5] 林秀華 , 江炳熙 . LED 光輸出特性隨管芯封裝位置變化 . 半導(dǎo)體光電 , 1992, 13(2):151155. [6] 李正佳 , 朱長虹 . 激光生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)（第一版） . 湖北武漢 :華中理工大學(xué)出版社 , 1997, 2140. [7] 劉江 , 角建瓴 , 劉承宜等 . LED 在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用和前景 . 激光雜志 , 2021,23(6):14. [8] 汪浩 . LED 產(chǎn)業(yè)的過去、現(xiàn)狀和未來 . 揚州教育學(xué)院學(xué)報 , 2021,25(3): 4952. [9] 李玨璇 . 發(fā)光二極管的應(yīng)用 . 科技資訊 , 2021, (31): 117. [10] 崔鴻忠 , 李正佳 , 范曉紅 . 發(fā)光二極管光源療法在生物醫(yī)學(xué) 中的應(yīng)用 . 激光技術(shù) ,30(6): 639656. [11] 方志烈 . 發(fā)光二極管材料與噪件的歷史、現(xiàn)狀和展望 . 物理 , 2021,?? 2(5): 耲95300. [12] 崔鴻廠 ? 李 正 佳 , 范 曉 紅 . 發(fā) 光 二 極 管 允 源 療 法 在 生 物 醫(yī) 學(xué) 中 的 應(yīng) 用 . 激 光 技術(shù) ,30(182。 9: 639656. ? 13] 劉偉平 , 黃紅斌 , 林乕相等 . 基于 MED 的多波長皮膚美容光療系統(tǒng) . 激光雜志 ,26(6): 9495. [14] 魏智 . LET 的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用 . ? 外電子元器件 ? 2083湖北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 (1): 737? . [15] 張晨羞Ь 玉玨 , 杜立中 . 藍光發(fā)光二極管光療效應(yīng)掲莨 . 浙江大學(xué)學(xué)抭 , 2021?31(3): 222224. ? 16] 嚴(yán)奕 , 劉石神 ,耠張濤 . L 聅 D與光纄耦合技術(shù)研究 * 伊海市照明學(xué)會 , 2021. 363368. [17]$Kenh J耮 Schlɡger, Ronald . \EDAzr聡 y light source for medical , 1993. 2634. S18]?El235。e Vinck, Birbara ?agnic, et al. Pain reduction by infrared lightemitting diode irradiation: a pilot study on experimentally induced delayedonset muscle soreness in humans. Lasers Med Sci, 2021, (21): 1118. [19] Simone Mitterer, Tobias Beck, Andre Ehrhardt, et al. Transmission of LEDlight through optical fibers for optical tissue diagnostics. SPIE, 2021. 15. [20] 李玉璋 . AlGaInP 高亮度發(fā)光二極管 . 液晶與顯示 , 1999, 14(2): 110114. [21] 鄭智斌 , 彭萬華 . AlGaInP 超高亮 LED 性能及可靠性 . 液晶與顯示 , 2021, 16(2):145149. [22] 殷尚彬 .高亮度發(fā)光二極管的應(yīng)用前景 .電子測試 ,2021,(5):1519. [23] 相紅升 ,李明 ,霍榮齡 等 .LED 應(yīng)用于光 療的研 究進展 . 北京生 物醫(yī)學(xué)工 程 ,2021,24(4):311314. [24] 張萬生 , 梁春廣 . 可見光 LED 的進展 . 半導(dǎo)體情報 , 1997, 34(4): 917. [25] Freitas IGF,Baranauskas V,CruzHofling MA. Laser Effects on Osteogenesis. Applied Surface Science, 2021,15(4):548554.