超聲中頻治療儀是進(jìn)行康復(fù)理療的重要醫(yī)療器械,對于改善血液循環(huán)、促進(jìn)新陳代謝、腰腿扭傷的治療等有著很好的效果。目前,國內(nèi)的很多超聲中頻治療儀存在輸出頻率單一、換能器無空載保護(hù)以及界面操作不友好等缺點(diǎn)。本文通過比較國內(nèi)外的超聲中頻治療產(chǎn)品,在研究了超聲中頻治療儀工作機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用單片機(jī)技術(shù)、DDS技術(shù)、串口屏技術(shù)、嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)技術(shù)等,提出了基于STM32的雙頻超聲中頻治療系統(tǒng)的方案。本系統(tǒng)以STM32F103VET6單片機(jī)作為主控芯片,人機(jī)交互采用迪文DGUS串口屏。雙路超聲信號由頻率合成芯片AD9850生成,雙路的超聲信號用以驅(qū)動(dòng)E類功率放大器,再經(jīng)過阻抗匹配電路以及調(diào)諧匹配電路后,作用到超聲換能器。設(shè)計(jì)了超聲換能器空載保護(hù)電路,防止其空載條件下的超聲輸出。為實(shí)現(xiàn)不同超聲強(qiáng)度的輸出,設(shè)計(jì)了以開關(guān)電源芯片LM2576HV-ADJ為核心的超聲功率調(diào)節(jié)電路。調(diào)制中頻信號由數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC0832生成,通過數(shù)字電位器X9C103P控制信號的幅值,信號的功率放大由功放LM1875T完成,輸出端由變壓器實(shí)現(xiàn)輸出阻抗匹配,最后經(jīng)由電極貼片作用到人體。電源系統(tǒng)采用了開關(guān)電源模塊、隔離DC-DC模塊、三端線性穩(wěn)壓器以及反相電荷泵的組合方案。系統(tǒng)軟件基于嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-II,使用C語言,在集成開發(fā)環(huán)境Keil-MDK上完成。人機(jī)交互界面采用DGUS串口屏開發(fā)工具DGUS Tool V5.04進(jìn)行開發(fā),保證界面的美觀和易操作性。雙頻超聲中頻治療系統(tǒng)經(jīng)過硬件、軟件調(diào)試驗(yàn)證,基本功能均已實(shí)現(xiàn),可以產(chǎn)生符合要求的調(diào)制中頻電流以及一定強(qiáng)度的雙頻超聲,本系統(tǒng)具有安全可靠性高、界面簡潔美觀等優(yōu)點(diǎn),為雙頻超聲中頻治療系統(tǒng)的研究提供了重要的參考。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH77
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 課題目標(biāo)與主要工作
        1.3.1 課題目標(biāo)
        1.3.2 論文主要工作
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
        2.1.1 超聲換能器功率驅(qū)動(dòng)方案選擇
        2.1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)組成
    2.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    2.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3 主控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    3.1 微控制器電路設(shè)計(jì)
        3.1.1 微控制器選型
        3.1.2 MCU最小系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)
    3.2 串口屏接口電路設(shè)計(jì)
    3.3 中頻調(diào)制信號電路設(shè)計(jì)
        3.3.1 調(diào)制的概念
        3.3.2 調(diào)制信號發(fā)生器設(shè)計(jì)
    3.4 雙路超聲信號電路設(shè)計(jì)
    3.5 其他電路設(shè)計(jì)
        3.5.1 存儲電路設(shè)計(jì)
        3.5.2 報(bào)警提示電路設(shè)計(jì)
4 功率放大系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
    4.1 中頻調(diào)制功率放大電路設(shè)計(jì)
    4.2 E類功率放大器理論分析
    4.3 超聲換能器匹配電路研究
        4.3.1 超聲換能器主要參數(shù)
        4.3.2 超聲換能器等效電路分析
        4.3.3 換能器電學(xué)匹配
    4.4 超聲功率放大器電路設(shè)計(jì)
    4.5 超聲功率調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)
    4.6 超聲換能器空載保護(hù)電路設(shè)計(jì)
    4.7 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        4.7.1 系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.7.2 電源電路設(shè)計(jì)
5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    5.1 uC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)
        5.1.1 uC/OS-Ⅱ簡介
        5.1.2 系統(tǒng)任務(wù)劃分
    5.2 任務(wù)程序設(shè)計(jì)
        5.2.1 屏幕任務(wù)
        5.2.2 中頻任務(wù)
        5.2.3 超聲任務(wù)
        5.2.4 傳感器任務(wù)
        5.2.5 其他任務(wù)和系統(tǒng)中斷
    5.3 屏幕界面設(shè)計(jì)
        5.3.1 開發(fā)軟件簡介
        5.3.2 屏幕界面設(shè)計(jì)
6 系統(tǒng)調(diào)試
    6.1 硬件調(diào)試
    6.2 軟件調(diào)試
        6.2.1 屏幕任務(wù)調(diào)試
        6.2.2 中頻任務(wù)調(diào)試
        6.2.3 超聲任務(wù)調(diào)試
    6.3 綜合調(diào)試
    6.4 系統(tǒng)EMI測試
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 主控板原理圖
附錄 B 功率板原理圖
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔣志偉;王曉冬;;基于STM32的自動(dòng)按壓式簡易呼吸機(jī)的設(shè)計(jì)[J];科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊;2019年34期

2 魯偉;劉士興;孫操;李隆;;基于STM32的增量式編碼器測速設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J];計(jì)算機(jī)測量與控制;2019年12期

3 吳涵旭;屈樂樂;韓磊;崔思堯;楊研;;基于STM32的頻率特性測試儀的設(shè)計(jì)[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2019年11期

4 林自強(qiáng);馮叔錕;魯秋媛;王婉纖;呂植成;;基于STM32的魔方還原機(jī)器人[J];電子世界;2020年01期

5 王康強(qiáng);趙相睿;王鑫;;基于STM32單片機(jī)的智能自行車清洗機(jī)器人設(shè)計(jì)[J];自動(dòng)化與儀表;2019年06期

6 賴忠喜;張占軍;張三;;基于STM32的鋁空氣電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];艦船電子工程;2019年11期

7 祝惠一;王正琪;;基于STM32的永磁無刷直流電機(jī)矢量控制[J];河北農(nóng)機(jī);2019年12期

8 楊雁冰;;STM32的模塊化嵌入式開發(fā)平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2019年22期

9 劉榴;何英昊;李仁澤;;基于STM32的簡易智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];物聯(lián)網(wǎng)技術(shù);2016年11期

10 李源清;鄭飛杰;林智洪;;基于STM32的技術(shù)挑戰(zhàn)賽機(jī)器人的設(shè)計(jì)[J];萍鄉(xiāng)學(xué)院學(xué)報(bào);2016年06期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 田春鵬;機(jī)電式高精度快速調(diào)平系統(tǒng)控制研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 袁延;基于STM32的消防小車的設(shè)計(jì)[D];寧夏大學(xué);2019年

2 路彥剛;基于STM32的塔吊監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];西安工程大學(xué);2019年

3 范耀華;基于STM32的太陽能電池模擬器的研究與設(shè)計(jì)[D];廣東工業(yè)大學(xué);2019年

4 王越;基于STM32的電池監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];青島大學(xué);2019年

5 張敏;基于STM32的雙頻超聲中頻治療系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2019年

6 魏安然;基于STM32的氫火焰離子化檢測器研究與設(shè)計(jì)[D];山東科技大學(xué);2018年

7 張亞楠;基于STM32的電動(dòng)汽車交流充電樁及車位查詢的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];石家莊鐵道大學(xué);2019年

8 柳彥釗;基于STM32的數(shù)控開關(guān)電源設(shè)計(jì)[D];西安科技大學(xué);2019年

9 胡婭云;基于STM32的高機(jī)動(dòng)性仿生機(jī)器海豚的控制系統(tǒng)研究[D];深圳大學(xué);2018年

10 張自達(dá);基于STM32的多功能智能健康手表設(shè)計(jì)[D];寧夏大學(xué);2018年

本文編號：2876281