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核磁共振成像(MRI,Magnetic Resonance Imaging)系统的开发始于1980年前后,目前已成为现代医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备之一。射频子系统是磁共振成像系统的重要模块,它肩负着射频信号的发送和接收的任务。设计中的监测板对射频子系统功能的实现起到了至关重要的作用。本论文旨在研究实现监测板的主要功能,包括:射频线圈的识别、射频线圈的温度测量和过温检测、CAN(Controller Area Network)总线通信的实现,进一步提升系统的可靠性和电磁兼容性能。
本设计以MRI的射频子系统为背景,研究并实现了射频子系统的监测板。在设计中,主要研究内容如下:分析了CAN2.0总线通信协议,实现了CAN总线通信;研究了有限状念机(FSM)的软件实现方法,并在此基础上实现单总线的通信;分析了热电阻的温阻曲线特性,实现了对热电阻的温阻曲线的线性拟合;分析和改进了PT100(铂热电阻)测温电路的结构,使用四线制测温电路的结构,提高了温度测量准确度;分析了数字电位器工作原理,在此基础上实现了可编程温度上限的过温检测;对子模块电路仿真和单片机仿真方法进行探索,最终使用基于Multisim和Proteus的仿真方法,验证了设计方案和程序正确性:整合了各个子模块的电路,最终完成监测板的PCB板设计,焊接和调试:设计系统软件的结构,完成系统软件的编写。
测试实验表明本文工作达到了设计要求,并提升了系统的可靠性和EMC性能。