智能超声波洁牙机的设计

摘 要：介绍在单片机控制下智能超声波洁牙机的硬件设计、软件设计和抗干扰设计，特别介绍硬件设计中的几个关键问题：稳定振荡信号的产生；振荡信号的强度控制及输出控制；谐振点的自动扫描搜索。
　　关毽词：超声波 洁牙机 推挽功率放大 电流取样反馈超声波洁牙机在医疗领域已广泛应用。现国内外所用超声波洁牙机多采用模拟振荡电路。存在如下缺陷：第一，振荡频率容易漂移。在连续工作一段时间后，振荡频率漂移，造成洁牙机工作不正常。第二，由于压电陶瓷片谐振频带范围窄，谐振频率点采用手动搜索，不容易找准。本人设计的超声波沽牙机以单片机为核心，采用电流取样反馈自动扫描搜索谐振点，谐振频率和振荡强度数字锁定，谐振点漂移极 智能超声波洁牙机的设计是一项创新技术，旨在解决传统超声波洁牙机存在的问题。传统的洁牙机大多采用模拟振荡电路，这导致两个主要缺陷：一是振荡频率容易漂移，长时间工作后可能导致设备工作不稳定；二是谐振频率点需手动搜索，由于压电陶瓷片谐振频带窄，定位不易。本文提出了一种基于单片机控制的智能超声波洁牙机设计方案，旨在克服这些问题。 该设计的核心是采用单片机（例如PIC16F73）作为控制系统，通过电流取样反馈实现对谐振点的自动扫描搜索。这种方法能够实现谐振频率和振荡强度的数字锁定，从而显著减少谐振点的漂移，确保设备工作更为稳定可靠。 硬件设计包括以下几个关键部分： 1. **电源设计**：为了满足设备在宽电压范围内高效、低发热的工作需求，采用了开关电源。这里选用了MC34063作为控制芯片，这种芯片具有高效率、低成本和低温升的优点。 2. **振荡电路**：选择TL494作为振荡信号控制芯片，可以生成推挽振荡信号，提高功率放大电路的工作效率。同时，通过调整电容Ct和电阻Rt来设定振荡频率，确保频率落在压电陶瓷片的谐振带宽内。 3. **频率控制**：通过粗调电位器Rw和数字电位器IC4（如MCP41010）进行频率精细调节。数字电位器由单片机控制，通过SPI接口实现快速通讯，确保步进频率小于80 Hz，满足压电陶瓷片的谐振要求。 4. **强度控制**：洁牙机的强度通过单片机的模拟输入端口（如RA1）控制，用户可以通过电位器Rw1调节输入模拟电压，经过A/D转换后，单片机根据数字信号调整输出强度，提供灵活的强度调节功能。 此外，智能超声波洁牙机还需要进行软件设计和抗干扰设计。软件部分主要包括控制算法的编写，如频率和强度的实时控制算法，以及异常处理程序等。抗干扰设计通常涉及电路布局优化、滤波器应用以及合理接地，以确保设备在复杂电磁环境中稳定工作。 智能超声波洁牙机通过单片机技术实现的数字化控制，有效地解决了传统洁牙机的频率漂移和手动调谐问题，提高了设备的性能和使用者的便利性。这样的设计思路不仅提高了洁牙效果，还增强了设备的可靠性和使用寿命，对于医疗领域的应用具有重要意义。