腦血流量調節(jié)系統(tǒng)中所需的任意波形發(fā)生器的設計研究.pdf

1、隨著生物醫(yī)學電子學的迅速發(fā)展，其研究領域不斷拓寬，地位日益重要，展示了廣闊的發(fā)展前景。為了更好地解決世界上快速增長、數量龐大的腦血管病人的康復需求和腦血管疾病治療儀技術落后之間的矛盾，目前，就如何在現有腦血管形態(tài)學診斷的基礎上，進一步了解和促進腦血管功能變化已成為國際上一個新的研究熱點。為此，設計制造出更適合患者需求的腦循環(huán)治療儀已成為學術界和市場共同的迫切需求。 傳統(tǒng)腦循環(huán)儀的波形發(fā)生器由模擬電路產生，其精度低、穩(wěn)定性差、體積

2、大、靈活性差；目前最流行的腦循環(huán)儀其人體適應性差、價格高、無法和其它醫(yī)療儀器銜接。為了克服這兩類治療儀的缺點，獲得腦血流量調節(jié)系統(tǒng)中需要的穩(wěn)定性好、精度高、頻帶范圍寬、可以方便地和其它醫(yī)療設備銜接的任意波形發(fā)生器，促進現有功能治療儀向自動調節(jié)能力更強、市場價格更合理發(fā)展，本論文重點研究、設計了下述兩個腦循環(huán)治療儀波形發(fā)生器方案： (1)基于DE2開發(fā)系統(tǒng)和Quartus Ⅱ軟件，以“TOP-DOWN”設計方法，采用現場可編程門陣

3、列(FPGA)實現信號的頻率合成，以超高速集成電路硬件描述語言(VHDL)形式實現波形存儲器、嵌入式鎖相環(huán)及直接數字頻率合成技術(DDFS)各功能模塊，并進行系統(tǒng)適配和資源鎖定，形成任意波形發(fā)生器原型系統(tǒng)； (2)基于單片機和DDFS技術完成任意波形發(fā)生器的軟硬件設計，包括單片機系統(tǒng)的軟硬件設計、雙口RAM的FPGA片內實現、FPGA單片機被動串行配置等內容。經調試，這兩個系統(tǒng)均已能輸出頻率范圍較寬、穩(wěn)定性好、精度高的波形。