[毕业论文] 医疗机器人控制盒的设计及相关函数库的整理与构建 [复制链接]

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毕业论文-医疗机器人控制盒的设计及相关函数库的整理与构建，共48页，20840字

中文摘要

为了更好地完成手术，医生迫切需要建立病灶数字模型，并使用计算机

进行手术规划、控制机器人完成手术部位的精确定位和对医疗器械的辅助夹

持，实现手术最小损伤，提高手术质量。

本文主要以机器人系统常见的控制盒为研究对象，首先进行了系统需求

分析。针对通讯距离较远、系统稳定性要求较高的特点，选用 CAN 总线作

为上下位机的通讯协议，并设计了应用层协议。然后，以 C8051F040 高性

能单片机为核心，完成了机器人控制盒的外围硬件电路的设计，并使用 C

语言完成了单片机编程。接着在 Windows 平台下，针对特定 CAN 通讯卡使

用 Visual C++完成了模块化的上位机通讯控制软件。最终完成与机器人其他

控制软件模块的整合与调试，并简要分析了整合、调试工作中出现的问题及

The Visualization Toolkit 的基本概念。

关键词：控制盒；通讯；CAN；C8051F040

ABSTRACT

This paper introduces a control box used on an ultrasound-guided robot

system of microwave coagulation therapy for liver cancer. This control box is

based on C8051F040 MCU and CAN bus.

Firstly, system requirement is analyzed, and CAN bus is chosen as the

communication protocol. Then a practical schematic of the control box is given

out , and software design of a device node based on C8051F040 is discussed

including the communication protocol of the application layer. Finally, the

modularized communication software on the host PC is designed and tested with

Visual C++. Bugs founded during the testing process are explained in detail, and

the basic concepts of The Visualization Toolkit are introduced briefly.

Keywords：control box; communication; CAN bus; C8051F040

目录

第 1 章 绪论 ..... 1

1.1 论文研究背景与意义. 1

1.2 国内外医疗机器人研究状况....... 3

1.3 论文研究内容与结构安排.. 6

第 2 章 系统总体方案的确定 .... 7

2.1 引言.. 7

2.2 通讯协议选择.... 8

2.3 单片机选型........ 9

2.4 通讯模块总体结构... 10

2.5 本章小结. 11

第 3 章 下位机的软硬件设计 .. 13

3.1 引言 13

3.2 硬件设计. 13

3.3 CAN 总线 16

3.3.1 简介 ... 16

3.3.2 CAN 总线仲裁与 ID 分配 ..... 17

3.4 软件设计. 19

3.5 本章小结. 22

第 4 章 上位机的软件设计 ...... 23

4.1 引言 23

4.2 软件设计. 23

4.2.2 接口函数封装 ..... 24

4.2.3 软件流程 .... 27

4.3 本章小结. 29

第 5 章 系统整合及调试 ..31

5.1 引言 ........ 31

5.2 通讯模块的调试 ...... 31

5.2.1 调试中出现的问题及解决方案 .... 31

5.2.2 模块稳定性测试 . 32

5.3 图像导航模块的调试 ....... 33

5.3.1 VTK 简介 .... 34

5.3.2 调试中出现的问题及解决方案 .... 34

5.4 系统的整合 ..... 35

5.5 本章小结 36

第 6 章 总结与展望 .37

6.1 论文工作总结 . 37

6.2 进一步的研究工作 .. 37

插图索引 ... I

表格索引 III

参考文献 ..V

致谢

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