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基于PIC单片机的双频超声波治疗仪的研制

作　者: 苏满田
导　师: 孙晓刚
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 超声波换能器单片机
分类号: TH772
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 55次
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内容摘要

超声波具有机械作用、致热作用、理化作用，这是超声波治疗的理论基础。不同频率的超声波由于衰减系数的不同导致进入人体的深浅不一，相应的超声波作用也会有所不同，进而具有不同的治疗效果。随着电子信息技术的迅猛发展以及人们对自身身体健康关注程度的不断提高，超声波治疗领域迎来了良好的发展契机，研究智能化、小型化、双频段超声波治疗仪对满足市场需求、治疗各种疾病具有重要的现实意义。在研究了超声波治疗机理及超声波治疗仪国内外发展现状的基础上，明确了技术指标，确定了设计方案。本设计以PIC16F877A单片机为主控芯片，激励超声波换能器的双频正弦波信号由高集成度频率合成芯片AD9850产生，经由程控放大、功率放大、阻抗匹配后作用于超声波换能器。为防止换能器空载，采用空载保护电路，一旦空载，切断输出并进行声光报警。根据需求功率的不同以及对电压稳定性要求的不同，功率放大部分采用开关电源供电，其余部分采用线性电源供电。仪器采用独立按键输入、液晶显示。通过按键输入及单片机控制实现不同频率、功率、方式、时间的超声波治疗。在MAPLAB-IDE开发环境下，采用C语言编写了系统程序。根据实验室现有条件和仪器设备，对所设计的治疗仪进行了实验研究。测试结果表明，本仪器精确、稳定性、安全性等指标均达到技术要求，满足实际需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-15
  1.1 超声波治疗的理论基础  8-12
    1.1.1 超声波及其在医学中的应用  8-10
    1.1.2 变频超声治疗的主要机理  10-12
  1.2 国内外在该方向研究的现状及分析  12-13
  1.3 研究的目的和意义  13-14
  1.4 本课题的主要研究内容  14-15
第2章超声波治疗仪的总体设计  15-20
  2.1 系统设计要求  15-17
  2.2 超声波治疗仪基本结构  17-18
  2.3 系统总体设计方案  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第3章系统硬件设计  20-44
  3.1 PIC16F877A 单片机最小系统  20-21
  3.2 基于 AD9850 的正弦波产生电路设计  21-24
  3.3 程控放大设计  24-27
    3.3.1 程控放大器件的选择  24-26
    3.3.2 程控放大电路  26-27
  3.4 功率放大设计  27-30
    3.4.1 OCL 电路和 OTL 电路  27-29
    3.4.2 功率放大电路  29-30
  3.5 功放与换能器匹配设计  30-32
    3.5.1 超声波换能器介绍  30-31
    3.5.2 匹配电路  31-32
  3.6 空载保护设计  32-36
    3.6.1 有效值转换电路  32-35
    3.6.2 AD 采样部分  35-36
    3.6.3 声光报警电路  36
  3.7 液晶电路设计  36-37
  3.8 按键电路设计  37-38
  3.9 电源设计  38-43
    3.9.1 电源需求分析  38-39
    3.9.2 线性稳压电源电路  39-41
    3.9.3 开关稳压电源电路  41-43
  3.10 本章小结  43-44
第4章系统软件设计  44-51
  4.1 系统软件总体设计  44-45
  4.2 按键模块软件设计  45-47
  4.3 计时模块软件设计  47-48
  4.4 治疗模块软件设计  48-49
  4.5 液晶显示模块软件设计  49-50
  4.6 本章小结  50-51
第5章实验方案设计及结果分析  51-55
  5.1 输出频率精度及稳定性测试  51
  5.2 输出工作方式性能测试  51-52
  5.3 输出功率性能测试  52-53
  5.4 空载保护性能测试  53-54
  5.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
致谢  60

基于PIC单片机的双频超声波治疗仪的研制

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