毕业设计论文盆腔炎治疗仪.doc

e 毕业设计 低频功率放大器设计与制作低频功率放大器设计与制作 四川职业技术学院 毕业设计任务书 题 目低频功率放大器设计与制作 所属系部电子电气工程系所属专业应用电子技术 所属班级指导教师 学生姓名 XXX 学 号 XXX 一 毕业设计内容与要求 低频功率放大器设计 通过实现 实用低频功率放大器设计 设计与制作 掌握实现放大类电子产品设计 的基本方法 1 基本要求 1 在放大通道的正弦信号输入电压幅度为 5 700 mV 等效负载电阻 RL 为 8 下 放大通道应满足 额定输出功率 POR 10W 带宽 BW 50 10 000 Hz 在 POR 下和 BW 内的非线性失真系数 3 在 POR 下的效率 55 在前置放大级输入端交流短接到地时 RL 8 上的交流声功率 10mW 2 自行设计并制作满足本设计任务要求的稳压电源 2 发挥部分 1 放大器的时间响应 方波产生 由外供正弦信号源经变换电路产生正 负极性的对称方波 频率为 1000Hz 上升时间 1us 峰 峰值电压为 200mVP P 用上述方波激励放大通道时 在 RL 8 下 放大通道应满足 额定输出功率 POR 10W 带宽 BW 50 10000 Hz 在 POR 下输出波形上升时间和下降时间 12us 在 POR 下输出波形顶部斜降 2 在 POR 下输出波形过冲量 5 2 放大通道性能指标的提高和实用功能的扩展 例如提高效率 减小非线性失真等 二 原始依据 包括设计或论文的工作基础 研究条件 应用环境 工作目的等 三 主要参考文献 1 唐林 主编 小型电子产品设计与制作 四川 西南交通大学出版社 2013 2 谢自美 电子线路设计 实验 测试 第三版 湖北 华中科技大学出版社 M 2006 8 3 全国大学生电子设计竞赛组委会 全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编 2003 北京 北京理工大学出版社 M 2005 3 4 主编 电子技术基础与技能训练 北京 电子工业出版社 2017 5 主编 电子电路分析与实践 北京 电子工业出版社 2017 6 沈建华等 MSP430 系列 16 位超低功耗单片机原理与实践 北京 北京航空航天大 学出版社 M 2006 8 7 陈永真等 全国大学生电子设计竞赛试题精解选 北京 电子工业出版社 M 2011 7 系部审 核意见 同意开题同意开题 签 名 2017 年 10 月 20 日 注 任务书必须由指导教师和学生互相交流后 由指导老师下达并交所属系部毕业设计 论文 领导小组审核后发给学生 最后同学生毕业论文等其它材料一起存档 本课题的现状与发本课题的现状与发展趋势 主要研究内容 方法及预期目标 课题进度计划 已收展趋势 主要研究内容 方法及预期目标 课题进度计划 已收 集的资料目录集的资料目录等 等 随着科技的发展 在现代生活中 彩灯作为一种景观应用越来越多 城市马路 大街小巷 商业店铺各种彩灯有点让人 乱花渐欲你人眼 的感觉 各种花样形式 设计彩灯控制器 可以控制彩灯的闪烁频率 花样 如何闪烁 各种公交上 银行门口上 的红色字体都是多路彩灯控制器控制的 LED 管显像 这不仅仅能使彩灯更有观赏性 还能为商 家提供吸引顾客眼球的方法 所以很多店铺商家都请人为他们设计彩灯控制器 使得他们店铺 面前的彩灯出现各种不同 让人眼前一亮的彩灯来吸引顾客 提高商业价值 EDA 技术的应用可以减少设计芯片的数量 使其减小体积 降低功耗和成本 提高了设计 的灵活性 可靠性和扩展性 电子设计自动化技术 EDA 的发展给电子设计带来了革命性改变 EDA 软件设计工具 硬件描述工具 可编程逻辑器件 是的 EDA 的技术应用走向普及 方法及预期目标 课题进度计划 已收集的资料目录 指导教师意见指导教师意见 准予开题准予开题 指导教师 2017 年 11 月 17 日 所在专业教研室审查意见 所在专业教研室审查意见 准予开题准予开题 教研室负责人 2017 年 11 月 19 日 四川职业技术学院毕业设计中期检查表四川职业技术学院毕业设计中期检查表 系 电子电气工程系 填表日期 2017 年 12 月 31 日 毕业设计题目 彩灯循环控制器的设计与制作 学生姓名学号班级 15 级应用 电子技术 X 班 导师姓名 教研室应用电子技术 校内 起止时间2017 年 9 月 20 日至 2018 年 5 月 1 日地点 校外 文献 资料检索阅读 5 篇 是否具备独立查阅文献资料的能力 具备 开题完成情况 好 较好 一般 差 未完成 学 习 态 度 好 较好 一般 差 出勤情况 出勤记载是否详实 是 请假次数 无 缺席次数 毕业设计的进度 与任务书进度相对照 正常 过快 偏慢 中期检查综合评价 工作有序 进度正常工作有序 进度正常 存在问题和改进措施 无无 中期检查结论 好 较好 一般 差 注 1 本表由教师填写 交系保存备查 2 本表仅供参考 各系根据检查需要 可对检查内容进行必要的调整 教研室主任 四川职业技术学院 学生毕业设计答辩情况记载表 题 目低频功率放大器设计与制作 所属系部电子电气工程系所属专业应用电子技术 所属班级15 电技 X 班指导教师 学生姓名 XXX 学 号 XXXXXXXXXX 姓 名专业技术职务或职称所属单位或部门本人签字 副教授电子电气工程系 吴敏高级实验师电子电气工程系吴敏 刘宸讲师电子电气工程系刘宸 答 辩 小 组 成 员 答辩时间记录人 答 辩 小 组 提 出 的 主 要 问 题 及 学 生 回 答 问 题 情 况 1 msp430 单片机与 51 单片机有什么异同 答 它们都是可编程逻辑器件 Msp430 是 16 位的单片机 内部有 A D 转换器 RAM 存储器 ROM 存储器都比 51 单片机要大 Msp430 单片机是低功耗 可以进入休眠状 态 工作电源 3 3v 而 51 单片机工作电源 5v 2 漏电保护的过程 答 漏电流检测电路如图 8 所示 该电路首先要在取样电阻进行取样 将取样的的 电压在运算比较放大电路进行比较 它用单电源供电 LM358 的反相输入端加一个固 定的参考电压 3 电感构成升压电路是怎样设计的 答 电路中当三极管 8550 处于截止状态 三极管 8050 导通 电流流入电感和电容 C2 产生振荡 电流流过二极管 D1 和三极管 8050 流过的电流对电容 C3 充电 同时电容 C2 放电使三极管 8550 慢慢的导通 当三极管 8550 处于导通状态 答辩小组组长签名 前 言 随着科技的发展 在现代生活中 彩灯作为一种景观应用越来越多 城市马路 大街 小巷 商业店铺各种彩灯有点让人 乱花渐欲你人眼 的感觉 各种花样形式 在家庭装饰或商业区的灯光布置中经常需要完成彩灯循环点亮或数字计数等动态灯光 效果 给生活增添光彩 那这彩灯是怎么可以这样显示呢 本设计按照这种灯的原理 应用 数字电子技术的逻辑器件设计电路原理图以及编写 VHDL 语言来进行分析也编写 并在 QUATURS II 软件上实现编译 调试 波形仿真与分析 以及下载到 FPGA 上运行 实现彩灯 功能 并能自由控制彩灯循环点亮的快慢 从而实现彩灯的原理 最终完成的是灯光装饰 中的彩灯循环点亮 数字计数以及频率调节等功能的设计 设计彩灯控制器 可以控制彩灯的闪烁频率 花样 如何闪烁 各种公交上 银行门 口上的红色字体都是多路彩灯控制器控制的 LED 管显像 这不仅仅能使彩灯更有观赏性 还能为商家提供吸引顾客眼球的方法 所以很多店铺商家都请人为他们设计彩灯控制器 使得他们店铺面前的彩灯出现各种不同 让人眼前一亮的彩灯来吸引顾客 提高商业价值 目目 录 范文 录 范文 摘摘 要要 1 第第 1 1 章章 绪论绪论 2 1 1 课题背景 2 1 2 遥控器原理 2 1 3 设计任务 2 1 4 设计的意义 2 第第 2 2 章章 无线遥控原理无线遥控原理 4 2 1 发射电路原理 4 2 2 接收电路原理 4 2 3 天线原理 4 2 3 1 什么是天线 4 5 第第 3 3 章章 遥控方案设计遥控方案设计 6 3 1 系统设计 6 3 2 解决方案一 6 3 3 解决方案二 7 3 4 方案论证 8 第第 4 4 章章 系统实现系统实现 9 4 1 工具介绍 9 4 1 1 Protus 原理图与仿真 9 4 1 2 Protel 原理图与电路板制作 9 第第 5 5 章章 系统测试系统测试 11 5 1 无线发射接收测试 11 5 2 程序测试 12 5 3 系统总体测试 12 参考文献参考文献 13 附附 录录 14 摘摘 要要 盆腔炎治疗仪 利用物理的电 热 磁等生理作用 促进人体神经肌肉组织兴奋和局 部血液循环 并有镇痛作用 盆腔治疗仪对盆腔炎的治疗 具有无副作用和后遗症等优点 在妇科中得到广泛的应用 因为在治疗过程中需要调整治疗参数 为方便患者自己根据治 疗需要适时调整 设计具有无线遥控功能键盘能为患者使用带来极大的方便 本文正是为 解决此问题 提出了盆腔炎治疗仪遥控系统的解决方案 无线遥控包括发射和接收两部分 发射部分包括发射电路 编码芯片 键盘电路和电源电路 接受部分 包括射频接受电路 解码芯片 PT2272 起控制作用的单片机 AT89S52 和起交互作用的显示屏 SMC1602A 发射电 路 采用特低功耗超再生原理 工作频率 315MHz 433MHz 工作电压 DC 3V 调制带宽 10K 编码芯片采用 PT2262 具有 4 路或 6 路数据输入 串行编码输出 最多可以发送 63 个控制指令 关键词 关键词 盆腔治疗仪 无线遥控 PT2262 PT2272 AT89S52 SMC1602A 第第 1 1 章章 绪论绪论 1 11 1 课题背景课题背景 盆腔治疗仪采用物理的电 热 磁等生理作用 具有促进神经肌肉组织兴奋 局部血 液循环和镇痛三种重要作用 电疗是由盆腔治疗仪产生复杂的中低频电流 经过探头流向 贴在腹部两边的电极 电疗具有积极的生理作用 热疗是由在探头内部的加热线圈对探头 进行加热 并有探头内部的温度传感器 反馈温度 并经过单片机控制加热的温度 以实 现盆腔炎的热疗疗法 本课题是基于对已研发的盆腔炎治疗仪进行改进设计的情况下提出的 盆腔治疗仪的 改进包括温度控制改进 抗干扰改进 探头改进和增加无线遥控功能 本文正是为解决盆 腔治疗仪无线遥控功能 而提出了自己的设计方案 对盆腔治疗仪进行改进 是针对多年来盆腔炎治疗仪在临床应用中存在的问题而提出 的 在温度控制部分 要力求达到高精度和稳定性 一方面避免温度跳变对病人造成不适 另一方面也是为更好控制治疗的效果 在抗干扰方面 盆腔治疗仪的电疗输出电流是中低 频电流 在治疗时人体感觉不到这种电流的通过 如果有跳变高频的电流 则容易使运放 电路产生高频冲击 不但人体能感觉到 就连按摩电机也造成探头的有明显的抖动 探头 的设计应该更加人性化 按照人体的生理结构设计 让病人用得更舒服 无线遥控功能的 增加 更是为方便盆腔治疗仪使用和提高盆腔治疗仪的智能化 1 21 2 遥控器原理遥控器原理 遥控器的遥控功能实现 一般是以电磁波或红外线为数据传输介质 实现指令的传送 功能 遥控器发送的数据要经过加密编码 调制 载波输出信号 接受模块 则进行相反 的操作 提取出遥控器发射过来的命令 再由 MCU 执行相应的命令 1 31 3 设计任务设计任务 对盆腔治疗仪增加无线遥控功能 要从仪器原有方案出发 考虑系统的兼容性 不能 对仪器造成附加的干扰和影响 也要从经济角度考虑 在达到功能要求下 尽量节省成本 为整体仪器提高经济竞争力 同时从节能角度出发 实现遥控器长时间的工作 1 41 4 设计的意义设计的意义 由于盆腔治疗仪对盆腔炎的治疗 具有无副作用和后遗症等优点 在妇科中得到广泛 的应用 在治疗前 盆腔治疗仪的探头需要插入盆腔内 给女病人生理和心理上都造成一 定的障碍 同时也给医生 特别是男医生 带来了许多的不便 具有无线遥控功能的盆腔 治疗仪在一定程度上解决了这些问题 医生可以在屏蔽墙后 控制整个治疗过程 本文正 是为解决此问题 提出了盆腔治疗仪遥控模块的解决方案 第第 2 2 章章 无线遥控原理无线遥控原理 无线遥控 有基于电磁波和红外线两种 红外遥控距离短 只能直线方向遥控 电磁 波的遥控具有衍射作用 能跨越一定的屏障 遥控时也不需要直线 电磁波无线遥控 就 是在发射端发射一定频率的电磁波 接收端只提取出相同频率的电磁波信号 并经过解码 得到发射端的数据 2 12 1 发射电路原理发射电路原理 遥控器发射电路 有振荡电路 高频放大器 调制方式一般采用 ASK 和 FSK 振荡电路可以采用电容 电感的振荡特性来设计 也可加入晶振来简单获得载波信号 一般载波信号的频率在 315MHZ 433MHZ 也可实现更高的频率 通过高频放大器 高频信 号获得更高的发射能量 提高发射距离 ASK 调制 载波发生器 高频放大 串行数据 天线 图 2 1 XXX 图 2 22 2 接收电路原理接收电路原理 接收电路里面主要有 天线 滤波电路 解调电路等几部分组成 ASK解调滤波数据输出 天线 图 2 2 XXX 图 2 32 3 天线原理天线原理 2 3 12 3 1 什么是天线什么是天线 天线是一种导行波与自由空间波之间的转换器件或换能器 其基本功能是发射和接收 无线电波 发射时 把高频电流转换为电磁波 接收时 把电滋波转换为高频电流 衡量天线性能的一个指标是 天线增益 计算公式 天线主瓣宽度越窄 增益越高 对于一般天线 可用下式估计其增益 式 2 1 600000 32000 lg10 dBG 第第 3 3 章章 遥控方案设计遥控方案设计 3 13 1 系统设计系统设计 遥控器部分框图如 图 3 1 编码芯片键盘模块发射电路 天线 图 3 1 XXX 图 遥控接受部分框图如 图 3 2 解码芯片单片机控制接受电路 LCD显示 天线 蜂鸣器 LED输出 图 3 2 XXX 图 3 23 2 解决方案一解决方案一 采用玩具遥控芯片 TX 2 RX 2 编码解码芯片 TX 2 RX 2 是一对采用 CMOS 工艺制造的 遥控专用集成电路 它具有功耗低 电源电压适用范围宽 工作稳定可靠 外围元件少等特点 TX 2 是编码发射电路 RX 2 是与 TX 2 配套使用的译码接收电路 图 3 3 XXXX 图 3 4 XXXXX TX 2 RX 2 的典型的应用电路如 图 3 5 图 3 6 图 3 5 XXXXXX 图 3 6 XXXXX 3 33 3 解决方案二解决方案二 采用 PT2262 和 PT2272 的编码解码芯片 PT2262 和 PT2272 最多支持 6 位数据编码 一般支持 4 位数据编码 PT2262 和 PT2272 有三态地址编码功能 只有地址匹配时才能传 输数据 PT2262 和 PT2272 的典型应用电路如 图 3 7 图 3 8 图 3 6 XXXXX 3 43 4 方案论证方案论证 基于以上的提出的两个方案 结合现实考虑 在医疗应用中 同一个病房中可能有多 台盆腔炎治疗仪 由于电磁波传播方向是全方位的 一个遥控器的遥控可能会对多台仪器 产生影响 假如没有地址配对 那么在多台仪器工作时 遥控将会变得混乱 所以使遥控 器与仪器的一一配对显得非常重要 基于以上考虑 采用第二种方案能达到现实的要求 发射接受模块 应该要满足体积小 通信距离远 抗干扰性强等要求 所以应该采用有发 射放大三极管的发射电路 外加天线设计 接受模块采用印刷天线的设计方法 第第 4 4 章章 系统实现系统实现 4 14 1 工具介绍工具介绍 4 1 14 1 1 ProtusProtus 原理图与仿真原理图与仿真 在程序编写过程中 不可能一次就能成功 程序的测试非常重要 完全用硬件测试将 会浪费很多的时间 软件工具辅助测试 把程序的编写与具体硬件实现独立起来 加快了 开发的速度 程序测试原理图如 图 4 1 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0 0 AD0 39 P0 1 AD1 38 P0 2 AD2 37 P0 3 AD3 36 P0 4 AD4 35 P0 5 AD5 34 P0 6 AD6 33 P0 7 AD7 32 P1 0 T2 1 P1 1 T2EX 2 P1 2 3 P1 3 4 P1 4 5 P1 5 6 P1 6 7 P1 7 8 P3 0 RXD 10 P3 1 TXD 11 P3 2 INT0 12 P3 3 INT1 13 P3 4 T0 14 P3 7 RD 17 P3 6 WR 16 P3 5 T1 15 P2 7 A15 28 P2 0 A8 21 P2 1 A9 22 P2 2 A10 23 P2 3 A11 24 P2 4 A12 25 P2 5 A13 26 P2 6 A14 27 U1 AT89C52 D7 14 D6 13 D5 12 D4 11 D3 10 D2 9 D1 8 D0 7 E 6 RW 5 RS 4 VSS 1 VDD 2 VEE 3 LCD1 LM016L X1 CRYSTAL C1 33n C2 33n OFFON 1 2 3 4 5 DSW1 DIPSWC 4 R1 1R R3 1R Q2 MPS8098 C3 22u R5 10k 2 3 4 5 6 7 8 1 RP1 RESPACK 7 tc RT1 5 1R 图 3 6 XXXXX 所选取的器件包括 单片机 AT89C52 二态开关 LCD 型号为 LM016L 等一些电阻 电容其他元件 表 5 1 房贷发放给 vb 4 1 24 1 2 ProtelProtel 原理图与电路板制作原理图与电路板制作 Protel DXP 2004 在电路设计方面 提供了从原理图设计到 PCB 制作的完整的集合 Protel 在 PCB 制作方面的很灵活 不但有从原理图转到 PCB 的功能 也提供了自动布线的 功能 这更有利于我们实现遥控器的电路板制作 最重要的是能满足遥控器的键盘实现 Protel 中实现的遥控测试原理图如 图 4 2 图 3 6 XXXXX 第第 5 5 章章 系统测试系统测试 无线发射与接受测试分为三个步骤 编码发射模块和接受模块通信测试 单片机执行命令测试 软件仿真测试为主 系统总体测试 测试工作 应该按部就班 因为前一步的结果往往会影响下一步的结果 同时由简单 的测试 到复杂的测试 再整合所有测试成果 才能实现复杂的系统 5 15 1 无线发射接收测试无线发射接收测试 测试发射电路如 图 5 1 A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 Vss 9 D3 10 D2 11 D1 12 D0 13 TE 14 OSC2 15 OSC1 16 Dout 17 Vcc 18 PT2262 U1 PT2262 data U2 FR 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S1 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S2 SW DIP 8 BT1 Battery 2K R1 2K R2 2K R3 2K R4 1 2M R6 IN 1 OUT 3 2 U8 7132 10UF C1 104 C2 104 C4 10UF C3 P2 3V 1 2 3 4 5 P1 图 3 6 XXXXX 测试接收电路如 图 5 2 A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 Vss 9 D3 10 D2 11 D1 12 D0 13 DIN 14 OSC2 15 OSC1 16 VT 17 Vcc 18 PT2272 U2 PT2272 200K R1 5V data 低低低低 t1 TR 5V 1 2 3 4 5 6 7 8 16 15 14 13 12 11 10 9 S1 5V 图 3 6 XXXXX 5 25 2 程序测试程序测试 程序测试 最好有单片机开发板 实现在线运行 跟踪单片机运行的每一步 从而找 出程序中问题 假如没有的话 也可考虑软件仿真测试 本文采用软件仿真方式 进行程 序的测试 采用 Protus 软件实现单片机的仿真与程序的测试 本课题程序测试步骤 测试 LCD 1602 初始化显示 测试初始化数据更新 测试中断 整体程序测试 5 35 3 系统总体测试系统总体测试 系统的总体测试 是在各个部分完成相应功能后的一个整合 总体测试是要考虑系统 各部分的兼容性 使各部分能协调工作 本课题的总体测试就是把发射与接受模块 同单 片机与 LCD 显示器整合起来 系统总体测试原理图请参考附录 遥控器电路图 和 接收部分电路图 参考文献参考文献 1 余学飞 无线传送技术在医疗仪器设计中的应用 医疗卫生装备 2007 年第 28 卷第 2 期 14 18 2 李广第 朱月秀 冷祖祁 单片机基础 第三版 M 北京 北京航空航天大学出版 社 2007 6 3 余周军 Protel DXP 使用教程 北京 中国铁道出版社 2003 4 刘国权 韩晓东 Protel DXP 电路原理图设计指南 北京 中国铁道出版社 2004 5 天线设计原理 6 李坚 PT2262 PT2272 芯片应用 J 现代通信 1997 2 28 29 7 陈国华 无线电发射 接收 IC 模块应用综述 J 国外电子元器件 1997 2 36 38 8 李冰 利用编 译码实现状态量的无线传送 J 应用科技 2006 1 49 51 9 吴文佳 PT2262 PT2272 编解码IC 在无线智能报警系统中的应用 J 世界电子元器 件 2004 10 林凌 新型单片机接口器件与技术 M 西安 西安电子科技大学出版社 2005 11 刘宜 胡学龙 顾庆明 基于PT2262 PT2272的机器人遥控系统的设计 国外电子测量技术 2007 附附 录录 遥控器电路 A0 1 A1 2 A2 3 A3 4 A4 5 A5 6 A6 7 A7 8 Vss 9 D3 10 D2 11 D1 12 D0 13 TE 14 OSC2 15 OS