自动温控热疗仪硬件电路设计与研究毕业论文

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1、自动温控热疗仪硬件电路设计与研究毕业论文目录前言5第1章概述7§1.1硬件电路原理7§1.2系统涉及的重要电路及元件8§1.3系统框图8第2章稳压电源电路9§2.1三端稳压集成电路78059§2.2稳压电源电路9第3章过零检测电路和温度控制回路11§3.1过零检测电路11§3.2温度控制回路13第4章人机界面16§4.1显示屏LCD1602管脚定义和接线图16§4.2键盘17第5章红外温度传感器MLX9061418§5.1MLX90614简介18§5.2MLX90614的结构19第6章单片机的选择22第7章红外灯23§7.1红外

2、线疗理简介23§7.2红外线光源23第8章电路板设计25§8.1电路板设计步骤概述25§8.2电路板设计具体流程26第9章电路调试28§9.1调试的注意事项及原则28§9.2具体调试过程2840第10章系统软件简介30第11章系统机械设计简介31结论34参考文献36致谢38附录39附录一：主板原理图39附录二：电源和控制板原理图40附录三：主板制板图4140前言热疗仪是通过加热人体组织来实现临床疗效的仪器，主要有微波治疗仪、红外线治疗仪、短波治疗仪和超短波治疗仪等常见设备。这些设备主要机理是利用能产生热效应的电磁波，使人体组织温

3、度上升来扩张血管，改善血液循环，促进炎症吸收和改善细胞的营养关系和新陈代谢。相比较而言，红外线的穿透力最弱，治疗时需要裸露人体组织。短波、超短波的穿透力最强，但是脂肪对此类电磁波的吸能太强，功率过高容易导致脂肪液化。其中微波治疗仪的热效应最为显著，因此疗效也得到各医疗机构的公认。国外的热疗仪技术先进，主要特点包括：1.精确可靠的控温方案ET-SPACE超高精度、高稳定性、回应快的测温传感器，其分辨力为0.01℃，精确度为±0.03℃。监测体内温度，并根据检测资料实时调节控温。2.先进高效的加热方式采用波长为700～1400纳米的

4、A波段近红外线以弧形面状均匀加热，合理的风道调节机制使人体各部位温度均匀上升，没有明显的热聚集，从而避免了局部皮肤温度过高造成烫伤的危险。系统选用世界上最先进的智能温控仪表，它的控温精度可达到±0.05℃，从而使系统对人体的绝对控温精度达到±0.1℃。ET-SPACE的控温性能达到了世界领先水平。3.全数字化智能控制系统热疗过程中对测温、控温、记录、控制操作，实现全数字化管理，进一步提高了系统的准确性和可靠性。而国内以往治疗仪的结构不合理，治疗效果不显著，不能得到广泛应用。这次设计的红外热疗仪在结构和功能上的改进包括：一组位于软

5、件骨架上的定位指示灯，三灯光线交于一点，患者会对此更加敏感；合理的温度控制，通过温度传感器，实现温度控制精度在±0.5℃。系统的设计主要包括三个方面，分别是：硬件电路的设计，系统软件的设计和机械结构的设计。而本论文则侧重介绍硬件电路的40设计和调试。第1章概述40§1.1硬件电路原理自动温控热疗仪总体上包括三个方面的组成：硬件电路，软件和机械结构。而本论文则侧重介绍硬件电路的设计和调试。在硬件电路设计方面，该系统以单片机为核心，选取90614红外温度传感器作为系统的输入，实现它与单片机的连接，通过特定的通信协议实现两者的通信。在

6、输出端，单片机直接通过传感器的输入温度与设定温度的判断结果，通过发送控制信号实现对双向可控硅的控制，进而调节红外灯的通断时间，实现其功率的调节。例如，热疗仪的一般最佳疗效所对应的人体最佳体温是38℃，如果将系统的温度设置为38℃，而此时传感器检测到的体表温度只有36℃，那么系统就延长双向可控硅的导通时间，从而延长红外灯的导通时间，进而增大红外灯的输出功率，实现体表温度的进一步升高，达到预期的38℃，实现热疗仪的最佳疗效。具体如何实现双向可控硅的通断时间的控制呢？首先，必须得找到一段周期，在这段周期中，再控制双向可控硅导通的时间和

7、关断的时间。本设计采用的是50Hz市电直接接一个电桥，那么从电桥出来后，就是100Hz的周期信号，其周期为10ms，这个周期也就是控制双向可控硅的周期。其次，还需要找到这个周期的起始位置，也就是说，得确定下来这个周期。本设计在这里采用了过零检测电路，也就是检测出一个周期的开始和结束零点。这样，在这两个检测点之间就是一个周期了。当然，零点检测还有一个重要作用，就是给单片机输入中断信号。最后，单片机如何判断这个周期的起始位置，也就是说，单片机执行双向可控硅通断时间控制的基准在哪里。本设计的过零检测电路出来的是一个下降沿脉冲，把它直接

8、接到单片机的外部中断就行了。例如，单片机在接收到外部中断后，在接下来的10ms这个周期中，如果单片机立即发出双向可控硅的导通脉冲，那么红外灯就一直亮，此时的功率就达到100%，而如果单片机在接到中断后，延迟5ms后，再发送双向可控硅的导通脉冲，那么这个周期中，红