《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術 > 設計應用 > 基于AT89C2051單片機的超聲波理療儀的構成原理
基于AT89C2051單片機的超聲波理療儀的構成原理
中電網
摘要: 目前國內外的多數超聲治療儀(理療型)普遍都是以連續正弦波(1~3MHz)或脈沖正弦波(低頻調制100kHz左右)的方式進行工作,其輸出聲強≤3.0W/cm2,所存在的問題是超聲波主要作用于皮膚、肌肉和結締組織,發射波形峰值高、穿透力差等,對較深病灶點的治療效果不明顯。因此,治療和促進肌肉恢復和骨骼愈合需要很長的時間。本設計的理療儀能產生波形峰值低、穿透力強的特定超聲波能量,可以更加深層地作用于肌肉骨骼上,起到加速愈合
Abstract:
Key words :

0 引言

目前國內外的多數超聲治療儀(理療型)普遍都是以連續正弦波(1~3 MHz)或脈沖正弦波(低頻調制100 kHz左右)的方式進行工作,其輸出聲強≤3.0 W/cm2,所存在的問題是超聲波主要作用于皮膚、肌肉和結締組織,發射波形峰值高、穿透力差等,對較深病灶點的治療效果不明顯。因此,治療和促進肌肉恢復和骨骼愈合需要很長的時間。本設計的理療儀能產生波形峰值低、穿透力強的特定超聲波能量,可以更加深層地作用于肌肉骨骼上,起到加速愈合的作用。本設計使用電路模塊化的設計思路,并結合實際電路設計了一種簡單適用的多參數超聲波治療儀。目前,該設計在國內外無類似的產品報道,產品設計原理涉及許多關于超聲波對骨傷治療的最前沿的研究成果和報道。

1 系統構成原理

該系統主要分為5個主要模塊。其中單片機控制模塊是系統核心,它控制著超聲波產生的強度。其他(如MAX038則)主要是產生高頻波,NE555構成多諧振蕩器,混頻后產生的超聲波經過放大輸出,即可作用于人體的受傷部位,其基本的系統構成如圖1所示。

基本的系統構成

本系統的基本工作原理是先由集成芯片MAX038輸出一個高頻信號,同時由NE555構成的多諧振蕩器通過7474組成的二分頻電路和MAX029以及外圍電路構成的低通濾波器得到低頻信號,再用低頻信號調制高頻信號,以得到適當頻率的超聲波。由于信號比較微弱,所以需要功率放大器來對信號進行放大。這里的功放電路采用三級放大電路,最后再經過換能器輸出,并由單片機控制超聲波的輸出強度。

2 高頻信號的產生

產生高頻信號可選用美信公司的MAX038高頻波形發生器芯片。該方法的各種波形曲線均可以用三角函數方程式來表示。能夠產生多種波形的函數信號。函數信號發生器也可以由晶體管、運放IC等通用器件制作,而美信公司的函數信號發生器MAX038的頻率高、精度好,因此,它被稱為高頻精密函數信號發生器IC。該芯片組成的高頻信號產生電路如圖2所示。

芯片組成的高頻信號產生電路

圖2中,第3腳和第4腳(即A0和A1腳)即是控制輸出的波形,而輸出的波形頻率則由外接電容C1和第8腳和第10腳共同確定。

3 低頻信號發生電路

低頻信號發生模塊電路可采用NE555構成多諧振蕩器,當該振蕩器輸出波形信號后,再接以7474鎖存器為主要部件組成二分頻電路,最后再用MAX298組成低通濾波器以進行濾波,就能得到所需的低頻信號波。MAXIM公司生產的MAX29X系列8階低通開關電容濾波器由于使用方便、設計簡單、尺寸小(有8-pin DIP封裝),因而在ADC的反混疊濾波、噪聲分析、電源噪聲抑制等領域得到了廣泛的應用。這里不采用MAX03 8來產生低頻波的原因主要是兩種波形參雜的直流電平不同時,其混頻以后效果不明顯。而用MAX298進行濾波,則可以在5 kHz~10 kHz頻率內得到很好的濾波效果,具體的低頻信號發生電路如圖3所示。其中振蕩周期由NE555中R1,R2和C1確定,具體公式為:

公式

低頻信號發生電路

4 混頻電路的設計

混頻可以用乘法電路來實現,并可以用下面的關系式來設計電路:

公式

因為使用乘法運算電路可以很方便地實現兩個模擬信號的相乘,而且,以乘法運算電路為基本單元,也可以很容易地組成除法、乘方和開方等運算電路。因此,在無線電通訊領域,利用乘法運算電路還可以組成調制,解調電路。目前市場上已有可實現乘法運算的集成電路,稱為模擬乘法器。

模擬乘法器的表達式是:

公式

式中,k為比例系數,一般各電路的比例系數都不大相同。

在本電路的設計當中,乘法器主要用于實現兩種信號的相乘,以將低頻信號變到中頻。本設計需要兩種頻率的信號,一種是載波(即高頻信號),另一個是調制波(即低頻信號)。為了實現AM調制,需要使用合理的乘法器電路。本設計選定由Motorola公司的MC1496集成雙平衡模擬乘法器。MC1496是Motorola公司生產的一種性能優良的模擬乘法器,可用作寬帶、抑制載波雙邊帶平衡調制器,它不需要耦合變壓器或調諧電路,還可作為高性能的SSB乘法檢波器、AM解調/解調器、FM解調器、混頻器、倍頻器、鑒相器等。

MC1496可以采用單電源,也可以采用雙電源供電,兩者效果相同。單電源供電時,其直流偏置由外接元件來實現。本設計選用單電源,單電源供電輸出是對地信號。而在雙電源中,輸出為雙輸出的差分信號。其具體電路如圖4所示。
 

MC1496及其外圍

5 功率放大器設計

超聲發生器的功率放大電路除了要具有一般放大器中的整流、振蕩、放大和保護等通用電路外,還應有一些特殊的電路,如頻率自動跟蹤、匹配、功率自動控制、振動系統振幅控制等電路。這些電路是發生器負載(即換能器)的特殊性質所要求的。通常發生器有一個最佳負載值(有時亦稱為輸出阻抗),只有當實際負載等于此值時,發生器才能工作于設計狀態,并向負載提供額定的輸出。否則就需要通過輸出變壓器作阻抗變換。除此之外,還必須進行調諧,因為換能器為一有抗負載,因此,直接聯接到發生器上會產生相當大的無功損耗,這不僅會使效率降低,而且會影響到發生器的安全使用。因而需要有一個電抗相反的元件來“抵消”換能器中電抗分量的影響,這就是所謂的調諧。在此功放中,比較重要的就是匹配,由于壓電換能器有靜電容,而且磁致伸縮換能器有靜電感,因此,在換能器諧振狀態時,換能器上的電壓與電流間存在著一相位角φ,其輸出功率P=cosφ。由于φ的存在,輸出功率達不到最大值。只有當φ=0時,輸出功率才可達最大值。因此,為了使換能器上電壓VRL與電流同相(φ=0),就必須在換能器上并聯或串聯一個相抵消的阻抗。對于壓電換能器而言,即并聯或串聯一個電感即可,而磁致伸縮換能器則應并聯或串聯一個電容。

對于超聲波的功率放大部分,本文做了一些測量和計算,實際電路的設計為三級放大。圖5所示是其前級電路,其中采用場效應管作為第一級前端放大,其后使用射集放大電流。每個放大在輸出端都加入了射集輸出電路以此來降低輸出阻抗,從而達到放大電流的效果。中間級三極管放大電路如圖6所示,其輸入和輸出都有電容濾波,并在輸出端加入射集跟隨器,以降低輸出阻抗。末級三極管放大電路采用東芝公司的2SC3281功率三極管,其電路如圖7所示。

前級電路

中間級三極管放大電路

2SC3281功率三極管電路

6 單片機控制

本設計采用ATMEL公司的AT89C2051單片機來組成控制系統。由于系統的要求不很嚴格,即不要求高運算速度,也不要求大內存,而只要求有一定的抗震性,且價格便宜,以達到經濟實惠的目的即可。因此,筆者選用AT89C2051型CPU。這種CPU的使用溫度范圍為-40℃~125℃,有20個管腳,是8051型CPU的簡易版,完全能滿足本系統的使用要求。由于主程序主要完成模塊初始化以及自身程序的調用,因而其結構清晰簡單,圖8所示是它的控制軟件流程圖。

控制軟件流程圖

其次就是初始化模塊,其作用是讓定時器、中斷等回復到最原始的狀態。比如使定時器工作在工作方式1,定時器1的中斷優先級最高等等。它的初始化流程圖如圖9所示。

第三就是功率輸出調節,本理療儀輸出功率共分三檔(低、中、高),設計時采用單片機輸出控制后續BJT電路的靜態偏置電壓,從而改變BJT靜態工作點,使壓電晶體兩端的輸出電壓幅度發生變化,以調節輸出功率。設計時可通過外部按鍵中斷來調用中斷服務程序,從而實現這一功能。其原理是通過按鍵的次數來判斷進入哪一個中斷,并且調用相應的子程序。由于這里的功率分為三檔,因此,可用按鍵次數除以4所得的余數來判斷,即:

如果按鍵次數為4N(N=0,1,2,3………),那么不輸出功率;

如果按鍵次數為4N+1(N=0,1,2,3………),則調用低功率輸出子程序;

以此類推,便可以實現三種不同功率的輸出。

以下是其部分代碼:

程序

7 結束語

本設計主要給出了超聲波從產生到控制的一個較詳細的實現方案。相對于其他方法,此方案較為簡單,并且成本較低,用的器件都是比較常見的。高頻和低頻信號獨立產生,便于對兩種信號進行調整,而且用單片機作為控制芯片,其靈活性較高,同時還可以根據不同的要求進行修改,從而滿足各種實際需求。

 

此內容為AET網站原創,未經授權禁止轉載。
热re99久久精品国产66热_欧美小视频在线观看_日韩成人激情影院_庆余年2免费日韩剧观看大牛_91久久久久久国产精品_国产原创欧美精品_美女999久久久精品视频_欧美大成色www永久网站婷_国产色婷婷国产综合在线理论片a_国产精品电影在线观看_日韩精品视频在线观看网址_97在线观看免费_性欧美亚洲xxxx乳在线观看_久久精品美女视频网站_777国产偷窥盗摄精品视频_在线日韩第一页
  • <strike id="ygamy"></strike>
  • 
    
      • <del id="ygamy"></del>
        <tfoot id="ygamy"></tfoot>
          <strike id="ygamy"></strike>
          av72成人在线| 亚洲视频在线观看| 亚洲第一精品影视| 在线免费观看视频一区| 久久精品国产2020观看福利| 欧美日韩国产色站一区二区三区| 免费成人高清在线视频| 国产欧美日韩亚洲精品| 亚洲国产精品ⅴa在线观看| 国产精品青草久久| 亚洲小说欧美另类婷婷| 欧美激情综合五月色丁香小说| 亚洲一区二区在线| 欧美激情在线免费观看| 欧美一区亚洲一区| 欧美激情一区二区三区在线视频| 久久精品国内一区二区三区| 欧美日韩综合在线免费观看| 一区二区国产在线观看| 亚洲视频电影图片偷拍一区| 亚洲国产一区二区三区高清| 亚洲黄色在线看| 一本久久a久久免费精品不卡| 狂野欧美激情性xxxx欧美| 久久天天躁夜夜躁狠狠躁2022| 国产老女人精品毛片久久| 99re在线精品| 国产精品丝袜91| 久久久久久久国产| 亚洲国产一区在线| 国产一区二区在线观看免费播放| 亚洲精品影院| 亚洲深爱激情| 狠狠色丁香婷综合久久| 欧美日韩成人一区二区| 夜夜嗨av一区二区三区网站四季av| 亚洲午夜久久久久久久久电影院| 亚洲乱码久久| 国内精品久久国产| 欧美伊人久久大香线蕉综合69| 国产精品chinese| 欧美国产视频一区二区| 美国十次了思思久久精品导航| 国产精品综合| 国产资源精品在线观看| 99国产精品99久久久久久粉嫩| 亚洲免费影视第一页| 午夜精品视频在线观看一区二区| 在线免费观看日本一区| 亚洲视频精选在线| av72成人在线| 久久网站热最新地址| 欧美精品国产精品| 欧美成人午夜激情视频| 99国产精品久久久久久久成人热| 激情伊人五月天久久综合| 欧美高清自拍一区| 免费成人黄色片| 欧美日韩国产小视频在线观看| 国产一级久久| 91久久精品视频| 99精品热视频只有精品10| 1769国产精品| 欧美电影免费| 欧美一区二区黄| 亚洲欧美日韩国产成人| 国产精品久久国产精麻豆99网站| 这里只有精品视频| 亚洲国产精彩中文乱码av在线播放| 亚洲国产成人午夜在线一区| 久久蜜桃av一区精品变态类天堂| 久久久久一区二区三区四区| 亚洲免费观看| 免播放器亚洲| 久久频这里精品99香蕉| 欧美欧美天天天天操| 欧美日韩dvd在线观看| 亚洲精品久久久久久久久久久久久| 欧美精品综合| 午夜视频在线观看一区二区三区| 亚洲免费视频观看| 中文欧美在线视频| 亚洲精品国久久99热| 欧美日韩一二三四五区| 乱人伦精品视频在线观看| 欧美日韩国产影院| 久久久国产午夜精品| 亚洲精品视频在线观看网站| 久久激情一区| 久久一区二区三区av| 国产精品黄页免费高清在线观看| 日韩视频免费观看高清完整版| 欧美午夜女人视频在线| 在线日韩欧美视频| 欧美久久在线| 久久精品成人一区二区三区| 国产精品国产三级欧美二区| 国产精品一区二区三区观看| 国产欧美日韩专区发布| 欧美福利一区| 在线不卡亚洲| 欧美一区二区三区视频免费| 久热综合在线亚洲精品| 亚洲性感美女99在线| 欧美专区日韩专区| 亚洲午夜精品福利| 狠狠色狠狠色综合日日91app| 久久国产欧美精品| 久久国产精品色婷婷| 亚洲一区二区三区三| 激情久久综艺| 欧美一区1区三区3区公司| 国产精品久久777777毛茸茸| 国产欧美日韩一区二区三区在线观看| 一本综合久久| 亚洲人线精品午夜| 欧美色视频日本高清在线观看| 国内成+人亚洲+欧美+综合在线| 久久裸体艺术| 99在线热播精品免费99热| 欧美日韩免费高清| 欧美日韩亚洲综合一区| 国产精品亚洲综合一区在线观看| 欧美日韩美女在线观看| 亚洲性夜色噜噜噜7777| 欧美在线视频一区| 99re66热这里只有精品3直播| 9色porny自拍视频一区二区| 久久综合成人精品亚洲另类欧美| 亚洲一区免费在线观看| 亚洲免费观看视频| 亚洲免费影视| 久久九九99视频| 久久久国产视频91| 欧美色另类天堂2015| 亚洲国产欧洲综合997久久| 亚洲精品一二| 久久精品免费看| 欧美老女人xx| 亚洲裸体俱乐部裸体舞表演av| 亚洲国产日本| 亚洲综合欧美日韩| 国产精品美女久久久久久2018| 国产精品成av人在线视午夜片| 亚洲免费小视频| 欧美1区3d| 国产精品极品美女粉嫩高清在线| 久久精品中文字幕一区二区三区| 久久久久网站| 欧美在线国产精品| 黑人中文字幕一区二区三区| 久久免费视频一区| 亚洲欧美在线高清| 在线观看视频亚洲| 亚洲午夜性刺激影院| 欧美91精品| 久久久久国产一区二区三区| 国产精品mv在线观看| 久久精品一区| 欧美午夜在线| 夜夜精品视频| 欧美午夜性色大片在线观看| 国产精品成人在线| 欧美激情在线播放| 国产一区二区三区免费在线观看| 亚洲女女女同性video| 欧美一级欧美一级在线播放| 欧美fxxxxxx另类| 欧美中文在线免费| 欧美人与性动交α欧美精品济南到| 激情欧美一区二区三区| 国产精品久久波多野结衣| 欧美精选一区| 国产自产v一区二区三区c| 雨宫琴音一区二区在线| 国产精品午夜av在线| 欧美先锋影音| 欧美成年网站| 一区二区在线观看视频在线观看| 欧美理论电影在线播放| 国产一区白浆| 亚洲欧美国产精品va在线观看| 国产精品一区免费视频| 欧美激情a∨在线视频播放| 一本综合精品| 欧美日韩精品中文字幕| 国产精品日韩专区| 老司机aⅴ在线精品导航| 美腿丝袜亚洲色图| 国产精品www网站| 亚洲高清中文字幕| 欧美精品午夜| 亚洲成色www久久网站| 久久国产天堂福利天堂| 亚洲一区二区三区在线播放| 欧美精品一区二区三区视频| 欧美在线视频在线播放完整版免费观看| 久久精品99国产精品日本| 久久精品成人欧美大片古装| 狠狠色伊人亚洲综合网站色| 亚洲少妇中出一区| 国产性猛交xxxx免费看久久| 久久在精品线影院精品国产| 欧美日韩在线一二三| 国精产品99永久一区一区| 在线观看国产精品网站| 国产精品日韩在线| 一区二区三区四区五区精品| 国产日韩精品综合网站| 国产真实精品久久二三区| 久久―日本道色综合久久| 欧美日韩国产综合新一区| 久久只有精品| 国产精品99久久久久久宅男| 欧美在线观看视频在线| 国产欧美精品久久| 国产麻豆日韩| 久久精品国产久精国产思思| 国产一区二区三区久久久久久久久| 玖玖玖免费嫩草在线影院一区| 欧美日韩无遮挡| 欧美综合国产精品久久丁香| 国产精品视频一区二区高潮| 欧美午夜国产| 国产一区二区激情| 欧美国产在线视频| 国产欧美日韩综合一区在线播放| 国产精品av一区二区| 欧美一区亚洲| 国产精品99久久久久久白浆小说| 欧美精品九九| 亚洲国产第一页| 国产精品稀缺呦系列在线| 亚洲一区二区免费在线| 欧美午夜不卡影院在线观看完整版免费| 欧美日韩日本网| 久久综合给合久久狠狠色| 亚洲视频网站在线观看| 蜜桃av一区二区在线观看| 美女啪啪无遮挡免费久久网站| 欧美午夜免费电影| 国产精品久久亚洲7777| 永久域名在线精品| 午夜久久美女| 久久精品免费看| 欧美视频网址| 国产精品ⅴa在线观看h| 欧美日韩国产美| 欧美在线免费一级片| 国产一区 二区 三区一级| 欧美激情视频在线播放| 午夜伦理片一区| 国产女主播一区二区三区| 夜夜嗨av一区二区三区四区| 亚洲欧美日韩一区二区在线| 久久久久久久国产| 亚洲电影专区| 亚洲国产精品第一区二区三区| 久久精品网址| 国产精品综合网站| 精品动漫3d一区二区三区| 91久久精品久久国产性色也91| 久久久国产精品一区二区中文| 亚洲一二三四区| 欧美性大战久久久久| 国产精品欧美一区喷水| 99国产精品99久久久久久| 国产精品极品美女粉嫩高清在线| 一区二区三区蜜桃网| 亚洲最新在线视频| 久久精品视频在线观看| 亚洲一区欧美二区| 久久精品成人欧美大片古装| 欧美日韩伦理在线免费| 日韩视频在线观看一区二区| 欧美涩涩网站| 亚洲一区二区视频| 亚洲电影一级黄| 欧美欧美在线| 亚洲综合好骚| 久久综合中文字幕| 在线不卡中文字幕| 国产中文一区二区| 国产精品视频不卡| 欧美精品少妇一区二区三区| 亚洲理伦在线| 麻豆9191精品国产| 欧美成人精品在线视频| 亚洲天堂黄色| 欧美色综合天天久久综合精品| 欧美色大人视频| 日韩天堂av| 国产精品不卡在线| 日韩亚洲国产欧美| 新片速递亚洲合集欧美合集| 91久久久久久久久| 宅男噜噜噜66一区二区| 国产综合久久久久久鬼色| 欧美高清日韩| 欧美在线中文字幕| 亚洲日本va午夜在线电影| 欧美三级资源在线| 亚洲精品日韩激情在线电影| 亚洲激情第一区| 久久日韩精品| 亚洲三级网站| 亚洲一区二区在线观看视频| 国产伦精品免费视频| 亚洲美女视频在线免费观看| 日韩视频不卡中文| 亚洲图片欧洲图片av| 欧美亚洲视频在线看网址| 国产精品综合视频| 亚洲美女视频| 久久大逼视频| 国产精品日本| 欧美精品一区二区三区一线天视频| 美女视频黄免费的久久| 欧美激情中文字幕一区二区| 欧美亚洲免费高清在线观看| 久久成人国产| 一本色道久久综合亚洲精品不卡| 午夜欧美不卡精品aaaaa| 国产精品久久久久久久电影| 亚洲高清网站| 亚洲午夜av电影| 亚洲精品乱码久久久久久按摩观| 农村妇女精品|