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  • 學位論文

八位元精簡指令集微控制器於電刺激器訊號處理之設計與應用

An 8-bits RISC Microprocessor Design for Acupuncture-like TENS Signal Process Applications

指導教授 : 鍾文耀

摘要


神經肌肉電刺激目前廣泛應用於慢性疼痛或手術後疼痛的治療上,若以相關穴位的刺激其治療效果最佳。神經肌肉電刺激器晶片一般會使用BiCMOS高壓製程來製作類比高壓驅動電路或是使用外掛零組件與微控制器結合應用,倘若能使用一般0.35m CMOS製程來製作晶片,那麼就可以達到System On Chip整合數位邏輯與類比高壓電路在同一個晶片內,達到節省成本的好處。本研究是設計產業界仍常使用在消費性IC 0.35m製程的升壓電路,以期能應用到具有電刺激器功能的微控制器單晶片。 由於CMOS積體電路製程技術的進步,電路元件不斷縮減尺寸,使得電刺激器之電路可以在微小的晶片面積上實現,進而使得電刺激器可以用植入式的方式呈現,用更微小的體積植入體內。而除此之外,由於CMOS製程技術的不斷演進,使用CMOS製程技術製作之生醫訊號處理積體電路,可以達到省電與低功率耗損之目的,這樣的優點亦是目前各種生醫電子產品應該把握之趨勢。 本論文研究主要利用單晶片微控制器為核心,透過微控制器強大且具有許多變化的功能,搭配軟體程式的控制,整合其他的周邊輔助電路來設計更具療效的人性化電刺激系統。

並列摘要


The transcutaneous electrical nerve stimulator has been utilized in chronic and surgical pain relief for a long while. Previous study shown that the stimulation on specific acupuncture points have extraordinary pain relieving performance. Usually the analog driving circuit of transcutaneous electrical nerve stimulator chip is manufactured by BiCMOS High-V process or assemble of electrical component. In order to integrate the analog driving circuit with signal processing block, the 0.35m CMOS technology was used to design the charge pump circuit in this study. Due to the progress of CMOS integrated circuit process, the circuit elements keep shrinking the size. The electrical stimulator could be realized on much smaller die area and to be implanted into human body with its tiny volume. It is easy to achieve low power consumption and power saving by using CMOS process technology to make bio-medical integrated circuit. The modern electrical products of bio-medical should hold the trend. This thesis aims at designing programmable transcutaneous electrical nerve stimulators with the usage of single-chip microprocessor. By means of using microcontroller, we may develop a variable system with better cure of electrical stimulations and more humanity.

參考文獻


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被引用紀錄


曾志豪(2013)。應用於生醫訊號檢測之可程式化系統單晶片設計〔碩士論文,中原大學〕。華藝線上圖書館。https://doi.org/10.6840/cycu201300694
簡榮貴(2012)。CMOS元件庫設計最佳化方法於時序效應之研究〔碩士論文,中原大學〕。華藝線上圖書館。https://doi.org/10.6840/cycu201200610

延伸閱讀