单片机论文怎么写( 二 ) _单片机

本文提出了一种基于单片机PIC16F877的MRI仿真低频脉冲发生器设计方案，用于需要精准时序的功能磁共振实验设计。本装置的核心部分是单片机PIC16F877，通过单片机的软件来产生不同频率和占空比的脉冲波。
通过选择开关来实现脉冲周期和占空比的调节；同时用数码管LED显示脉冲的相应周期。由此装置得到的脉冲幅度为5V，可调周期范围是0.5s~8.0s，精度为0.1s 。
占空比有20%、30%、40%、50%4种可调。这种MRI仿真脉冲发生器使用简单方便，产生的低频脉冲精度高并且稳定性好，能很好的模拟功能磁共振实验中需要的脉冲信号。
关键词：单片机；脉冲发生器；磁共振；模拟1引言磁共振成像（MRI）技术是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。磁共振成像技术不仅能提供体内组织器官的形态学信息，而且能提供诸如组织代谢等多方面的为医学临床和科研所十分重视的生理信息，是一种十分重要的医学信息检测手段。
功能磁共振成像是以反映器官功能状态成像为目标的磁共振成像技术。在功能磁共振成像技术中需要精确脉冲时序，因此有必要研究脉冲序列发生器来模拟它所需要的这种脉冲。
目前脉冲序列发生器的装置很多，但是多是以硬件方式来实现的，长期以来都是由模拟电路构成的。由这类仪器发出的脉冲信号，在高频范围内其频率稳定度高，可调性好。
然而，在磁共振成像中通常需要用到低频脉冲信号来控制实验。由模拟电路生成的低频脉冲性能不能令人满意，同时此类装置体积大、操作复杂，使用起来很不方便。
利用单片机程序设计方法产生波形，其频率低限几乎无限制、稳定性好，而且其装置体积小，频率幅值控制可直接由键盘输入使用方便，无需进行其他任何调节。本文介绍一种以单片机PIC16F877为核心的MRI仿真脉冲发生器。
该装置操作简单、使用方便，通过选择开关可以调节输出脉冲的频率和占空比。得到的脉冲精度高并且稳定性好，能很好的模拟功能磁共振实验设计中需要的脉冲信号。
2硬件设计硬件设计基本原理如图1所示。整个电路以单片机PIC16F877为核心，选择开关与单片机相连来控制输出脉冲的周期和占空比，数码管LED用于显示输出脉冲的周期，脉冲从单片机的RA0口输出。
PIC16F877是美国Microchip公司生产的产品，PIC16F877 具有性能完善、功能强大、开发方便以及人机界面友好等突出优点。PIC16F877的硬件系统设计简洁，指令系统设计精炼。
PIC16F877采用独特的哈佛总线结构，彻底将芯片内部的数据总线和指令总线分离，从而大大提高了CPU执行指令的速度和工作效率。PIC16F877采用CMOS结构，使其功率消耗极低。
PIC16F877的I/O端口驱动负载的能力较强，每个输出引脚可以驱动多达20—25mA的负载，既能够高电平直接驱动发光二极管LED、光点耦合器、小型继电器等，也可以低电平直接驱动，这样就可大大简化控制电路。本装置中单片机PIC16F877的RB0、RB1、RB2、RB4、RB5、RA1、RA2、RA4、RA5作为输入口与9位选择开关相连，通过控制选择开关来控制输出脉冲的周期和占空比。
单片机读取这些口的值，然后控制RA0口输出相应频率和占空比的脉冲，同时通过C口和D口来控制数码管显示相应的周期。一般单片机并不具备直接驱动数码管显示的能力，I/O端口带负载能力是非常有限的；而PIC16F877具有较强的端口驱动能力，对一般数码管完全可以直接驱动。
具体电路如图2所示。电路工作时，用户根据需要只要通过选择开关就能控制脉冲的输出频率和占空比，可以通过LED的显示知道输出脉冲的周期。