脉冲治疗仪控制电路研究及FPGA设计

发布时间：2017-08-09 05:17

  本文关键词：脉冲治疗仪控制电路研究及FPGA设计

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【摘要】：脉冲治疗仪作为一种有效的治疗和保健设备被广泛应用。目前从临床资料分析中可以看出,脉冲治疗仪能够改善患者病症,同时避免药物副作用及手术中带来的伤痛,因此此类具有安全性、无创性、便捷性等优点的脉冲治疗仪有较好的研究价值。论文通过对脉冲治疗仪的治疗原理进行理论研究,根据临床资料与试验分析,选取常用于治疗和保健的脉冲波刺激患处,达到相应疗效;同时在电疗的基础上增加热疗与药疗的功能,促进血液循环和药物吸收,提高治疗效果。在热疗法中,通过研究模糊控制理论,确定选用模糊控制算法实现温度的控制,以此使热疗中温度的变化控制在合理范围。本文研究的脉冲治疗仪,采用Altera公司的Cyclone IV系列的FPGA芯片作为主控制器,基于QuartusII 11.0软件平台采用硬件描述语言Verilog进行控制电路设计。控制电路包含以下三个主要模块:一.波形发生模块,输出不同频率的电脉冲:方波、锯齿波、三角波、正弦波、疏波、密波、疏密波、组合波;二.热疗控温模块:设计温度传感器DS18B20检测模块,实现模糊控制算法完成温度控制;三.人机交互模块:控制按键输入识别及LCD。最后将完整的控制电路下载到开发板上,进行在线测试,完成验证,达到预期结果,证明控制系统设计的可行性。
【关键词】：FPGA 脉冲治疗仪 波形发生器 温度模糊控制
【学位授予单位】：云南师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH789
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外主要研究现状11-14
• 1.3 论文主要研究内容与章节安排14-15
• 第2章 脉冲治疗仪总体方案设计15-25
• 2.1 医疗设备的设计15
• 2.2 脉冲治疗仪的设计要求15-16
• 2.3 开发技术16-21
• 2.3.1 EDA技术简介16-17
• 2.3.2 FPGA控制器17-20
• 2.3.3 FPGA开发流程20-21
• 2.4 治疗仪总体设计21-24
• 2.4.1 设计思想21-23
• 2.4.2 总体结构设计23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 脉冲电疗原理及波形发生电路设计25-45
• 3.1 脉冲电疗原理25
• 3.2 医疗电脉冲有效波形研究25-30
• 3.2.1 不同频率电脉冲的临床效果25-27
• 3.2.2 不同脉冲波形的作用27-29
• 3.2.3 波形脉宽与振幅29
• 3.2.4 本文治疗仪的设计指标与特性29-30
• 3.3 脉冲控制发生器方案设计30-44
• 3.3.1 信号发生器30-31
• 3.3.2 波形信号发生器的结构及工作原理31-32
• 3.3.3 脉冲波形控制模块设计32-37
• 3.3.4 D/A数模转换模块37-40
• 3.3.5 波形测试工具及输出结果40-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第4章 热敷控温原理及电路设计45-65
• 4.1 热敷控温的临床疗效45
• 4.2 测温模块研究与设计45-52
• 4.2.1 温度检测理论研究45-49
• 4.2.2 测温模块电路设计49-52
• 4.3 温度控制模块52-64
• 4.3.1 模糊控制原理52-57
• 4.3.2 温度模糊控制器算法设计及实现57-63
• 4.3.3 测试结果与分析63-64
• 4.4 本章小结64-65
• 第5章 人机交互控制电路设计65-80
• 5.1 人机交互65
• 5.2 LCD显示模块65-74
• 5.2.1 LCD显示模块理论研究65-67
• 5.2.2 液晶显示控制电路设计67-74
• 5.3 按键模块74-78
• 5.3.1 按键结构简介74
• 5.3.2 按键检测识别原理74-75
• 5.3.3 按键消抖原理75
• 5.3.4 按键模块电路设计75-78
• 5.4 人工交互功能设计结果78-79
• 5.5 本章小结79-80
• 第6章 总结80-83
• 6.1. 结论80-82
• 6.2 展望82-83
• 参考文献83-86
• 致谢86-87
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果87

【参考文献】

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本文编号：643680