Проектирование задающего генератора пачек прямоугольных импульсов на микропроцессоре
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка: 47с., 19 рис., 6 табл., 9 ссыл., приложения.
Цель работы - разработка программно управляющего задающего генератора пачек прямоугольных импульсов на микропроцессоре для физиотерапевтической установки, составление алгоритма и программы на Ассемблере.
Разработан программно управляемый задающий генератор пачек прямоугольных импульсов на микроконтроллере AT90S2313 для физиотерапевтической установки. Для него составлен алгоритм и написана программа генерирования импульсов определённой длительности. Определены все временные соотношения и проанализированы погрешности.
Результаты работы могут использоваться для построения радиотехнических медицинских устройств на основе генераторов прямоугольных импульсов.
Прогнозные позиции что касается развития объекта исследования - дальнейшее усовершенствование и поиск оптимальных решений проблемы.
ГЕНЕРАТОР, ПРОГРАММА, МИКРОКОНТРОЛЛЕР, МИКРОПРОЦЕССОР, АССЕМБЛЕР, ATMEL, ИМПУЛЬС
ВВЕДЕНИЕ
В связи со стремительными открытиями в области радиотехники ещё в прошлом столетии возникла надобность в устройствах различного назначения. Развитие микроэлектроники обусловило появление новых методов построения и конструирования электронной аппаратуры, отличающейся малыми массой, габаритными размерами, а также высокой надёжностью. Благодаря новой элементной базе можно упростить усовершенствование приборов с помощью замены программного обеспечения, также изменить выполняемые прибором функции.
Медицина - это ещё одно направление, где широкое применение нашла радиоэлектроника. С помощью радиотехнических средств успешно осуществляется диагностика, терапия, хирургия, рефлексотерапия. Без электронных средств не представляется сейчас энцефалография и кардиология. С помощью источников импульсов производится стимуляция работы сердца, электродефибриляция в условиях неотложной помощи и т.д. Поэтому стратегическим направлением является разработка устройств, обладающих высокой стабильностью, точностью, помехозащищённостью.
В данной курсовой работе представлена разработка задающего генератора пачек прямоугольных импульсов на микропроцессоре для физиотерапевтической установки. Импульсные генераторы предназначены для получения импульсов с крутыми фронтами. Используя микропроцессор или микроконтроллер в составе генератора импульсов, можно получить импульсы iётко прямоугольными фронтами. Длительность импульсов не зависит от частоты следования и других параметров, а определяется только программным обеспечением, что очень удобно для использования данного устройства в различных режимах.
1. ОБЗОР АНАЛОГИЧНЫХ УСТРОЙСТВ
Одним из необходимых в лаборатории приборов является генератор прямоугольных импульсов (ГПИ). Сфера применения ГПИ довольно широка: он незаменим при настройке импульсных и цифровых устройств, при проверке реакции различной аппаратуры (например, усилителей звуковых частот) на импульсные воздействия; его применяют при измерениях как в комплексе с другими приборами, так и отдельно при испытании различных радиоэлектронных компонентов. Очень широкое применение ГПИ имеет в медицинском обслуживании. Особо важное место он занимает в терапии. Множество болезней излечивается с помощью импульсного воздействия и без хирургического вмешательства. Медицинские генераторы должны иметь высокую точность и многие другие высокостабильные параметры.
Генераторы прямоугольных импульсов могут иметь различную элементную базу, в частности:
генераторы в интегральном исполнении;
генераторы на дифференциальных усилителях;
генераторы на операционных усилителях;
генераторы на логических элементах;
генераторы на триггерах;
генераторы на микропроцессорах и микроконтроллерах.
Генераторы импульсов
Вариант простейшего генератора (мультивибратора) показан на рис. 1.1а. Схема имеет два динамических состояния. В первом из них, когда на выходе D1.1 состояние лог. "1" (выход D1.2 лог. "0"), конденсатор С1 заряжается. В процессе заряда напряжение на входе инвертора D1.1 возрастает, и при достижении значения Uпор=0,5Uпит происходит скачкообразный переход во второе динамическое состояние, в котором на выходах D1.1 лог. "О", D1.2 - "1". В этом состоянии происходит перезаряд емкости (разряд) током обратного направления. При достижении напряжения на С1 Unop происходит возврат схемы в первое динамическое состояние. Диаграмма напряжений поясняет работу. Резистор R2 является ограничительным, и его сопротивление не должно быть меньше 1 кОм, а чтобы он не влиял на раiетную частоту, номинал резистора R1 выбираем значительно больше R2 (R2<0,01R1). Ограничительный резистор (R2) иногда устанавливают последовательно с конденсатором. При использовании неполярного конденсатора С1 длительность импульсов (tи) и пауза (tо) будут почти одинаковыми: tи=to=0,7R1C1. Полный период T=1,4R1C1. Резистор R1 и конденсатор С1 могут находиться в диапазоне 20 к0м...10 МОм; 300 пф...100 мкФ.
При использовании в схеме (рис. 1.1б) двух инверторов микросхемы К561ЛН2 (они имеют на входе только один защитный диод) перезаряд конденсатора будет происходить от уровня Uпит+Unop. В результате чего симметричность импульсов нарушается tи=1,1R1C1, to=0,5R1C1, период T=1,6R1C1.
Рис. 1.1. Генератор импульсов на двух инверторах
Рис. 1.1. Генератор импульсов на двух инверторах
Рис 1.2. Генератор импульсов с раз