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基于PIC16F877A的混沌信号发生器的设计

来源:亚博信誉有保障   发布时间:2021-08-27 07:21nbsp;  点击量:

本文摘要:浑沌科学研究得到 广泛科学研究理应得益于二十世纪六十年代洛伦兹(Lorenz)的蝴蝶效应。浑沌信号具有初始值敏感度、内偶然性、遍历性和有界性等特性,近些年得到 掌握的科学研究和探索,并刚开始广泛运用于信号解决、保密性通讯、生物医学工程等行业,特别是在医疗机械的运用于,具备全局性的提升。科研强调:植物体是一个高宽比的非线性系统,而非线性系统的健身运动一般来说展示出出有浑沌状况,身体的生理学主题活动展现出诸多的浑沌状况。

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浑沌科学研究得到 广泛科学研究理应得益于二十世纪六十年代洛伦兹(Lorenz)的蝴蝶效应。浑沌信号具有初始值敏感度、内偶然性、遍历性和有界性等特性,近些年得到 掌握的科学研究和探索,并刚开始广泛运用于信号解决、保密性通讯、生物医学工程等行业,特别是在医疗机械的运用于,具备全局性的提升。科研强调:植物体是一个高宽比的非线性系统,而非线性系统的健身运动一般来说展示出出有浑沌状况,身体的生理学主题活动展现出诸多的浑沌状况。

因此 ,科学研究浑沌信号源的造成对生物医学工程的科学研究具备至关重要的实际意义。  1浑沌信号造成的数学课建模与建模  1.1浑沌信号系统软件数学分析模型的配搭  该设计方案中,充分考虑人体系统主题活动自身也是一个浑沌系统软件,主要是要造成一个具有浑沌特点的信号源,来调整身体的生理学主题活动,因而,该设计方案应用最經典的Lorenz浑沌实体模型来造成信号。其数学分析模型如式(1)下图。

当=10,b=8/3,r=28时系统软件转到浑沌情况。  1.2根据Matlab/Simulink的Lorenz浑沌系统软件建模  Simulink是Matlab手机软件的一个可选部件,为客户获得了一个建模和建模的作业平台,它应用控制模块人组的方式来开创动态性系统软件的电子计算机实体模型,其最重要的特性是比较慢、精准。针对非常复杂的非线性系统,实际效果更为明显。其客户互动控制模块是根据Windows的实体模型化图型輸出,即客户只务必告知这种控制模块的輸出/输入和控制模块的功而无需参观考察控制模块內部是怎样搭建的,根据对这种基础控制模块的启用,再作将他们相连一起就可以包括所务必的系统软件实体模型(以.mdl文档展开载入),从而展开建模与剖析。

在Matlab/Simulink自然环境下开创建模实体模型,如图所示1下图,经营建模后,必得浑沌系统软件频域波型及其相互之间轨迹图建模結果。  2根据PIC16F877A的浑沌信号产生器的硬件开发  根据最經典的Lorenz浑沌方程组,用输入工作电压U,W更换Lorenz浑沌系统软件中的2个自变量x,z;运用单片机设计PIC16F877A电脑编程方式造成二路数据浑沌信号,向西北D/A转化成模拟仿真浑沌信号、工作电压放缩后与低頻信号混频、调制,再作展开功率放大电路,进而得到 可运用于生物医学工程的浑沌信号源。

  2.1数据浑沌信号的造成  浑沌信号的造成方式许多 ,能够运用模拟仿真元器件展开造成模拟仿真浑沌信号,也可以用应用单片机设计或DSP等处理芯片,利用计算机方式造成数据浑沌信号。因为数据方式具有安全性好、电路比较简单、信号造成稳定等优势,加上PIC单片机设计的硬件配置控制系统设计简洁,计算机指令设计方案选料,故该电路应用PIC16F877A单片机设计做为主处理芯片,电路如图4下图。

系统软件数字时钟应用规范的4MHz的晶体振荡方法XT,废黜电路应用MCLR外接低电频信号展开人力废黜,单片机设计I/O端口号B和C各自输入浑沌数据信号。  2.3D/A转换电路  因为浑沌信号要与低频音乐信号展开混频、AM调制,故数据浑沌信号必不可少展开数/模转换,电路中应用DAC0832展开D/A转换。  C3和C4为耦合电容,关键对开关电源展开高频率和低頻过滤,10脚和3脚各自相连数据地和模拟仿真地,以提升数据/模拟仿真短路故障阻拦,根据D/A转换,把工作电压信号转换为交流电路从第11脚输入。

  2.3工作电压放缩电路  因为PIC造成的信号比较暗淡,必不可少展开工作电压放缩,应用LM386展开电流量一工作电压转换和工作电压放缩,如图所示6下图。信号根据U5搭建电流量一工作电压转换电路,根据RP2电阻器展开取样,随后经U6展开工作电压放缩,输入送到后一级电路。  2.4调制电路  因为音乐旋律自身也是一种浑沌信号,该设计方案主要是运用从PIC16F877A造成的浑沌高频率信号和歌曲视频语音信号、趋于低頻信号展开调制,得到 浑沌歌曲信号,送过来至调制器做为医疗机械的信号源,拓张输入设备。  2.5功率放大电路电路  调制后的信号输出功率比较小,必不可少历经功率放大电路以驱动器特性阻抗,能够应用三极管或CMOS场效管展开功率放大电路。

  3根据PIC16F877A的浑沌信号源的软件开发  工作中全过程以下:通电后PIC芯片顺利完成复位,搜索主控芯片微型机否收到了包含主要参数配置信息内容的命令信号:假如没则以后搜索;如果有则对接命令信号,依据主控芯片微型机发在的信号鉴别浑沌方程组的种类及其主要参数,用数值积分法打法浑沌方程组,得到 浑沌方程组某一个時刻的浮点文件格式的标值打法。将其转换为PIC芯片可拒不接受的操控数据类型。为了更好地搭建各有不同的频带展宽实际效果,务必适度的加上各有不同的廷时。

随后再作将该数据信息加载PIC芯片,鉴别程序流程否完成。如果不完成,则程序流程返回,以后展开数值积分打法下一个线形时间点的浑沌方程的解法。  4浑沌信号产生器的调节实际效果  为了更好地检测浑沌信号源输入信号的准确性,依据浑沌信号产生器电路板的走线結果展开元器件改装、调节,用信号器展开认真观察。

将歌曲信号、趋于低頻信号载入到混频器,与PIC16F877A造成的浑沌信号展开混频,送过来至调制器展开调制,经功率放大电路后,调制浑沌信号U的输入結果(u-t)如图所示8下图。从输入結果能够显出信号明显具有浑沌特点。这表述,输入的浑沌调制信号是精确的。

  5总结  浑沌是阔别量子论、物理学以后的二十世纪的第三次改革,近些年得到 广泛的运用于。科学研究浑沌信号的造成、本质特征及其在生物医学工程的运用于将不容易沦落将来关键的最前沿研究内容,还包含心血管浑沌操控、脑电波信号浑沌操控等,而全部这种科学研究皆是根据离散系统浑沌信号和植物体浑沌态的操控,仍待大家更进一步探索、发展趋势。


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