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扫描式二氧化碳激光治疗设备控制系统的设计

冯伟  
【摘要】: 二氧化碳激光扫描治疗系统是依据人体表面组织对10.6um波长的激光吸收之后,会与特定组织发生反应从而达到特定治疗效果的原理而设计的,它是激光在医疗行业中的一种新兴的应用。随着现代电子技术的发展,集成了多种功能与接口的CPU相继出现,利用这种处理器来架构激光扫描治疗控制系统能够大大减少控制系统的外围器件,提高系统的整合性与可靠性。因此,应用这种CPU来构建小型控制系统是未来控制领域的一种发展趋势。 本文在对激光扫描技术各环节进行深入研究的基础上,结合微处理器的特性,对系统各模块进行合理的组合与优化,设计了一个小体积、低功耗、高整合度的二维激光扫描振镜控制系统。论文的内容主要包括以下几方面: 1、研究和分析了二氧化碳激光器以及振镜扫描伺服电机的原理以及控制方式,在此基础上提出了基于微处理器的激光扫描治疗控制系统硬件平台设计方案。 2、本着增加系统集成度、减小系统体积、提高可靠性、降低功耗和成本同时提升系统性能的原则,以微控制器为核心,外配片外电压基准源、DAC、运算放大电路,FLASH存储器以及LCD显示屏等,设计了一个基于微控制器的二维激光扫描控制系统硬件的平台。 3、对控制系统的硬件平台进行调试和验证,在平台正常工作的基础上利用C语言完成系统初始化和各个主要功能模块的搭建与调试,并且对相关扫描图形的边界生成以及填充的算法进行仿真及编写工作,利用RS-232串口实现了控制系统与管理软件的通信工作,并利用VB编写了控制系统的PC机管理软件,最后成功地实现了控制系统所要求的相关功能。 实验结果表明本文提出的扫描式激光治疗控制系统的构建方案是可行的,基于微控制器的控制系统在功耗、整合性、体积和扩展性方面有着独特的优势,因此,本系统的架构同样适用于需要利用激光以及扫描振镜的其它行业的应用。


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