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" J* V6 j0 G4 H* B! k" Z( r摘要在复杂可编程逻辑 器件(CPLD)上,用硬件语言实现了直接数字频率合成(DDS)技术。单片机通过程序由输入输出.) v# T; V+ q1 n* D+ i
端口对CPLD进行控制,使之产生控制功率模块所需要的波形信号, 通过高压隔离系统控制功率模块,驱动输出变压器，* n( x3 X* q2 ]% W4 k9 p
产生高频电刀的高频高压输出。该系统具有频率稳定性好,修改方便灵活等特点。CPLD的硬线逻辑通过Verilog HDL进. d+ @) u: ? k, s. f9 B
行描述，单片机的固件通过KeilC51编写。通过代码实例和原理示意图对该系统的软硬件设计进行了详细论述。1 g. u& b8 B1 H' l4 E. N3 D
关键词 直接数字频率合成;复 杂可编程逻辑器件;单片机;高频电刀
$ v( ^ Y" k/ M5 _* m- \. ^ I# a7 V# |" @' e0 S4 G
1概述
" R+ T, H' U' _ r6 [1 y9 _直接数字频率合成(Direct Digital Frequency Synthesis,
" z$ j7 N9 k$ l1 l7 zDDS或DDFS)技术是迅速发展起来的一种新型的信号合成* J) I: i0 }, s% U* x
技术。因为采用全数字结构,所以具有宽的相对频带、精确的
7 T7 S. t) ^; V- ^4 F' [1 ?* ?频率分辨率、较快的频率转换速度、低相位噪声及易集成等突& h: J, W4 q2 w9 w! ?
出优点。FPGA、CPLD等大规模集成的可编程逻辑电路的出$ v |( m5 L# P0 q) q1 a
现,为简化DDS电路设计、减小DDS系统的体积、提高系统" ?+ B1 m2 t8 c1 `! B" c$ A
稳定性以及灵活性提供了基础。这里选择的CPLD芯片具有8 g" T! q1 X8 Z4 s9 G
在线可编程能力和EEPROM结构,使系统内硬件的功能可以: |5 ~0 e. o0 W7 I5 z/ A
像软件一样被编程配置,并且掉电后程序不会丢失，从而可以( ?* M7 @: @! S% F! L) h5 K, U) g
灵活和方便地进行开发和生产。$ m, J# M( j9 E8 O5 {& f0 l" w
高频电刀是一种取代机械手术刀进行手术切割的电外科
) Z" E6 y% t% [. Z0 X2 f$ ^器械，它通过有效电极尖端产生高频高压电流与肌体接触时- T0 |* C! v+ p2 K! x
对组织进行加热,实现对肌体组织的分离和血液的凝固,从而
1 L8 H# G w% O. S# N起到切割和凝血的作用。
, u. n6 D3 e, v8 W% A+ h% k8 }4 V2 R c3 ]
2硬件设计+ f; X1 y# o( s* C* B- |5 }
基本的系统硬件结构见图1。用单片机控制已经实现了DDS
. A1 _3 S3 ]! j e' t技术的CPLD芯片，产生控制功率驱动电路的波形信号。功率驱
8 d# Z, _6 o& Z- E- N; H$ T$ n动采用全桥方式,其中，驱动模块使用大功率MOSFET芯片,通/ P w |. M; k5 S/ O. t1 s e% U+ f
过输出变压器和电容组成的匹配电路驱动刀头产生高频高压电。0 V. d" ~' X4 W; f5 B! U
+ E. @9 S( K# U/ D; q! n
本系统的主要特点有:2 F/ F1 G- f( r, s
; {1 R* p+ c; ^% ]6 P
# V( o% \& d" q) E$ i' R: q5 j7 {7 d6 X9 H2 J+ Z
) E, m6 k: k, x8 u! R5 I A7 ~
2 k8 C. e! f3 a: d! D) D9 Z5 P4 D6 A& R' p' l% `+ Z
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发表于 2020-3-19 11:30
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