脉冲、恒定和交变磁场发生器的研制

摘要

生物磁学是一门研究磁场与生物特性和生命活动之间相互联系与相互影响的边缘科学，经过近几十年发展，目前已在农学、环保、医学及生物工程等领域得到较广泛的应用。在农业科学领域内，不同磁场类型、不同磁场作用时间的磁处理，对促进种子萌发、生长、提高抗逆性、改善经济现状有重要影响。
　　 信号发生器是一种十分重要的仪器，它能够产生不同波形、不同频率和幅度的信号，在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，除供通信、仪表和自动控制系统测试用外，还广泛用于其他非电测量领域。本论文中三种信号发生器作为磁场的信号源，为磁场线圈中电磁转化提供能量。
　　 论文中的三种信号发生器：脉冲、恒定、交变信号发生器，均是采用单片机控制外围电路来实现，微控制器通过将设置好的控制字传送给D/A转换器，完成数字信号到模拟信号的转换。输出的模拟信号经过波形处理电路和功率放大电路后送给外部磁场线圈，为线圈磁场中微生物的发酵实验提供磁环境。
　　 系统中的难点是交变信号的产生，设计中采用了直接数字频率特性合成（DDS）芯片AD9850来实现，通过设置外围电路使发生器输出幅度为1V定值的正弦波。系统最终输出波形信号幅值的调节，采用了乘法器芯片AD633，芯片的一路输入通道接入1V正弦波信号，另一路输入通道接入TLC5615的输出信号，控制器通过调节TLC5615来实现对正弦信号的幅值控制。这种设计方式大大简化了外围电路设计，有利于缩小仪器体积、减轻重量、降低成本。
　　 论文中的三个设计装置，电路主要部分均经过了实际测试，通过对实验结果进行分析表明，设备性能基本能够满足预期要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章引言

1.1课题的来源及研究意义

1.2本论文主要内容及章节安排

第2章脉冲磁场发生器的电路设计

2.1脉冲磁场发生器的总体结构概述

2.2脉冲磁场发生器各部分硬件电路详解

2.2.1微控制器AT89C52

2.2.2 LCD液晶显示模块接口电路

2.2.3外接I2C存储器电路模块

2.2.4按键接口电路模块

2.2.5功率驱动电路模块

2.3脉冲磁场发生器系统的软件设计

2.3.1系统软件设计步骤

2.3.2系统软件设计总体说明

2.3.3参数设置部分软件设计

2.3.4液晶屏显示子程序设计

第3章恒定磁场发生器的电路设计

3.1恒定磁场发生器的总体结构概述

3.2恒定磁场发生器各部分硬件电路详解

3.2.1信号发生处理模块

3.2.2电流反馈信号处理模块

3.2.3磁场强度测量模块

3.3恒定磁场发生器系统的软件设计

第4章交变磁场发生器的电路设计

4.1交变磁场发生器的总体结构概述

4.2交变磁场发生器各部分硬件电路详解

4.2.1交变信号发生模块

4.2.2交变信号幅度控制模块

4.2.3交变信号处理模块

4.2.4电流反馈信号采集模块

4.3正弦磁场发生器系统的软件设计

4.3.1系统软件设计总体说明

4.3.2系统自调节部分软件设计

第5章结论

5.1测试结果

5.2设计中的新颖点

5.3磁场发生器系统中的抑制干扰措施

5.4需要继续完善的部分

参考文献

硕士学位期间发表论文情况

致谢

附录