基于FPGA和STM32單片機(jī)的超聲波碎石系統(tǒng)的研究與設(shè)計.pdf

1、在現(xiàn)代生活中,隨著人們生活節(jié)奏加快、生活水平的提高,由于缺乏運動導(dǎo)致大多數(shù)人們的身體處于亞健康狀態(tài),特別是近幾年來國內(nèi)各種環(huán)境污染惡化,導(dǎo)致結(jié)石類疾病發(fā)病率激增,而傳統(tǒng)結(jié)石治療的唯一有效方法是手術(shù)取石,即開放性手術(shù)。在此背景下,隨著科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展,體內(nèi)超聲波碎石技術(shù)應(yīng)運而生,使用該碎石技術(shù)不僅可以提高碎石效率,而且傷口小、恢復(fù)時間短、對患者身體損害小。然而,由于制作工藝的不足,國內(nèi)的超聲波碎石系統(tǒng)普遍存在一系列問題,而國外進(jìn)口該設(shè)備價

2、格昂貴,因此需要很好的解決這些問題,讓該技術(shù)能夠跟好的為人民服務(wù)。
　　超聲波碎石系統(tǒng)的原理是通過一個信號源輸出與超聲換能器諧振點相匹配的固定頻率的正弦信號,因此對信號源輸出信號質(zhì)量要求比較高。同時,由于工藝上的缺陷導(dǎo)致超聲換能器在工作過程中其諧振頻率點會隨著工作溫度和環(huán)境發(fā)生變化,如果信號源輸出信號不能跟隨換能器諧振頻率變化,將會使超聲換能器工作效率降低,從而影響碎石效果,不能完全碎石。
　　在此背景下,本文首先對超聲波碎

3、石系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行了比較詳細(xì)的說明,接著對各個可行方案的優(yōu)缺點進(jìn)行論述和比較,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于FPGA和STM32的超聲波碎石的設(shè)計方案。該系統(tǒng)采用Cyclone系列第二代FPGA作為信號源發(fā)生器和控制器,用于輸出正弦信號和調(diào)節(jié)輸出頻率;同時,系統(tǒng)采用串口液晶觸摸屏作為人機(jī)交互工具,并采用STM32作為控制核心,通過串口與液晶屏進(jìn)行通信,并通過I/O口與FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本系統(tǒng)設(shè)計的基于FPGA和STM32的控制系統(tǒng)輸出信