基于STM32F103單片機的電刺激器系統(tǒng)研制
發(fā)布時間：2021-07-16 13:14
目的:研制一種電刺激器系統(tǒng),以滿足醫(yī)學院校本科生制備小鼠激怒反應(yīng)模型的實驗教學要求,同時降低教學成本。方法:電刺激器系統(tǒng)由軟件和硬件兩部分組成,其核心器件采用STM32F103型單片機。采用C語言編寫STM32F103單片機控制硬件電路的程序,通過STM32F103主控電路和單片機與微機系統(tǒng)之間的RS232通訊電路,建立基于STM32F103固件庫的MDK4.7工程模板。結(jié)果:電刺激器系統(tǒng)能夠保證所產(chǎn)生刺激信號的精準度提高8%,通過設(shè)定刺激參數(shù)來制備小鼠激怒反應(yīng)模型,成功達成小鼠激怒模型制備的預(yù)期效果。結(jié)論:研制的電刺激器系統(tǒng)與通常使用的自成一體的刺激儀相比,實現(xiàn)了計算機對電刺激器參數(shù)控制的智能化,符合實驗教學要求。
【文章來源】：中國醫(yī)學裝備. 2020,17(08)
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
硬件系統(tǒng)設(shè)計框架圖
STM32F103主控制電路由STM32F103單片機主控電路、USB串口電路、電源電路和聯(lián)合測試工作組(joint test action group,JTAG)電路等組成。整個電刺激實驗系統(tǒng)的核心器件采用STM32F103型單片機，使用高性能的ARMCortex-M3，其為32位的精簡指令集計算機(reduced instruction set computing,RISC)內(nèi)核，工作頻率為72 MHz，內(nèi)置高速存儲器，高達128 kb字節(jié)的閃存和20 kb字節(jié)的靜態(tài)隨機存取存儲器(static random-access memory,SRAM)，豐富的增強I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)[3-4]。器件包含2個12位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog digital converter,ADC)、3個通用16位定時器和1個脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation,PWM)定時器，還包含標準和先進的通信接口，即多達2個I2C和串行外圍設(shè)備接口(serial peripheral interface,SPI)、3個通用同步異步收發(fā)器(universal synchronous asynchronous receiver and transmitter,USART)、1個通用串行總線(universal serial bus,USB)和1個控制器局域網(wǎng)(controller area network,CAN)。STM32F103主控電路原理見圖2。2.2 微機接口電路
微機接口電路，即USART-USB轉(zhuǎn)換電路中USB串口電路設(shè)計采用CH340芯片設(shè)計。CH340是一個USB總線轉(zhuǎn)換芯片，通過USB總線為計算機增加額外的串口，外加電平轉(zhuǎn)換器件，可提供異步串口RS232與計算機進行通信[5]。硬件電路原理見圖3。2.3 高壓控制電路
【參考文獻】：
期刊論文
[1]計算機技術(shù)在醫(yī)學教學中的應(yīng)用策略[J]. 孫浩,閆錫秋. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(19)
[2]基于PROTEUS和MDK的嵌入式虛擬實驗室構(gòu)建[J]. 江維,吳雨川,李紅軍. 武漢紡織大學學報. 2018(05)
[3]基于Leap Motion體感控制器的三維經(jīng)絡(luò)輔助教學系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 朱琳,孔令聰,趙文華,馬志慶,張明輝,劉杰. 中國醫(yī)學裝備. 2018(05)
[4]計算機應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢[J]. 李志毅. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017(22)
[5]基于STM32F103單片機的光源控制裝置設(shè)計探討[J]. 吳建峰,王賢明,劉超. 信息通信. 2017(04)
[6]基于STM32的CAN轉(zhuǎn)USB模塊設(shè)計[J]. 汪雙印,葉峰,劉順,陳衡,魏紹明. 化工自動化及儀表. 2016(11)
[7]基于Cortex-M3的嵌入式系統(tǒng)的性能分析[J]. 于繼江,胡康. 信息技術(shù). 2014(10)
[8]ARM Cortex-M3微處理器測試方法研究與實現(xiàn)[J]. 蔣常斌,生曉坤,李杰,宋澤明. 電子測試. 2013(07)
[9]VB程序通用指示處理進度窗體的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張寧,楊卓,張濤. 計算機工程與設(shè)計. 2007(23)
本文編號：3287081
【文章來源】：中國醫(yī)學裝備. 2020,17(08)
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
硬件系統(tǒng)設(shè)計框架圖
STM32F103主控制電路由STM32F103單片機主控電路、USB串口電路、電源電路和聯(lián)合測試工作組(joint test action group,JTAG)電路等組成。整個電刺激實驗系統(tǒng)的核心器件采用STM32F103型單片機，使用高性能的ARMCortex-M3，其為32位的精簡指令集計算機(reduced instruction set computing,RISC)內(nèi)核，工作頻率為72 MHz，內(nèi)置高速存儲器，高達128 kb字節(jié)的閃存和20 kb字節(jié)的靜態(tài)隨機存取存儲器(static random-access memory,SRAM)，豐富的增強I/O端口和聯(lián)接到兩條APB總線的外設(shè)[3-4]。器件包含2個12位的模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog digital converter,ADC)、3個通用16位定時器和1個脈沖寬度調(diào)制(pulse width modulation,PWM)定時器，還包含標準和先進的通信接口，即多達2個I2C和串行外圍設(shè)備接口(serial peripheral interface,SPI)、3個通用同步異步收發(fā)器(universal synchronous asynchronous receiver and transmitter,USART)、1個通用串行總線(universal serial bus,USB)和1個控制器局域網(wǎng)(controller area network,CAN)。STM32F103主控電路原理見圖2。2.2 微機接口電路
微機接口電路，即USART-USB轉(zhuǎn)換電路中USB串口電路設(shè)計采用CH340芯片設(shè)計。CH340是一個USB總線轉(zhuǎn)換芯片，通過USB總線為計算機增加額外的串口，外加電平轉(zhuǎn)換器件，可提供異步串口RS232與計算機進行通信[5]。硬件電路原理見圖3。2.3 高壓控制電路
【參考文獻】：
期刊論文
[1]計算機技術(shù)在醫(yī)學教學中的應(yīng)用策略[J]. 孫浩,閆錫秋. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(19)
[2]基于PROTEUS和MDK的嵌入式虛擬實驗室構(gòu)建[J]. 江維,吳雨川,李紅軍. 武漢紡織大學學報. 2018(05)
[3]基于Leap Motion體感控制器的三維經(jīng)絡(luò)輔助教學系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 朱琳,孔令聰,趙文華,馬志慶,張明輝,劉杰. 中國醫(yī)學裝備. 2018(05)
[4]計算機應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢[J]. 李志毅. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017(22)
[5]基于STM32F103單片機的光源控制裝置設(shè)計探討[J]. 吳建峰,王賢明,劉超. 信息通信. 2017(04)
[6]基于STM32的CAN轉(zhuǎn)USB模塊設(shè)計[J]. 汪雙印,葉峰,劉順,陳衡,魏紹明. 化工自動化及儀表. 2016(11)
[7]基于Cortex-M3的嵌入式系統(tǒng)的性能分析[J]. 于繼江,胡康. 信息技術(shù). 2014(10)
[8]ARM Cortex-M3微處理器測試方法研究與實現(xiàn)[J]. 蔣常斌,生曉坤,李杰,宋澤明. 電子測試. 2013(07)
[9]VB程序通用指示處理進度窗體的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 張寧,楊卓,張濤. 計算機工程與設(shè)計. 2007(23)
本文編號：3287081
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