基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解

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基于51单片机的超声波理疗仪设计

基于51单片机的超声波理疗仪设计

基于51单片机的超声波理疗仪设计0 引言目前国内外的多数超声治疗仪(理疗型)普遍都是以连续正弦波(1~3 MHz)或脉冲正弦波(低频调制100 kHz 左右)的方式进行工作,其输出声强≤3.0 W/cm2,所存在的问题是超声波主要作用于皮肤、肌肉和结缔组织,发射波形峰值高、穿透力差等,对较深病灶点的治疗效果不明显。

因此,治疗和促进肌肉恢复和骨骼愈合需要很长的时间。

本设计的理疗仪能产生波形峰值低、穿透力强的特定超声波能量,可以更加深层地作用于肌肉骨骼上,起到加速愈合的作用。

本设计使用电路模块化的设计思路,并结合实际电路设计了一种简单适用的多参数超声波治疗仪。

目前,该设计在国内外无类似的产品报道,产品设计原理涉及许多关于超声波对骨伤治疗的最前沿的研究成果和报道。

1系统构成原理该系统主要分为5 个主要模块。

其中单片机控制模块是系统核心,它控制着超声波产生的强度。

其他(如MAX038 则)主要是产生高频波,NE555 构成多谐振荡器,混频后产生的超声波经过放大输出,即可作用于人体的受伤部位,其基本的系统构成如图1 所示。

本系统的基本工作原理是先由集成芯片MAX038 输出一个高频信号,同时由NE555 构成的多谐振荡器通过7474 组成的二分频电路和MAX029 以及外围电路构成的低通滤波器得到低频信号,再用低频信号调制高频信号,以得到适当频率的超声波。

由于信号比较微弱,所以需要功率放大器来对信号进行放大。

这里的功放电路采用三级放大电路,最后再经过换能器输出,并由单片机控制超声波的输出强度。

2 高频信号的产生产生高频信号可选用美信公司的MAX038 高频波形发生器芯片。

该方法的各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。

能够产生多种波形的函数信号。

函数信号发生器也可以由晶体管、运放IC 等通用器件制作,而美信公司的函数信号发生器MAX038 的频率高、。

基于单片机的脉搏测量仪设计毕业设计(论文)

基于单片机的脉搏测量仪设计毕业设计(论文)

分类号 TP216 单位代码 11395 密级学号 **********学生毕业设计(论文)题目基于单片机的脉搏测量仪设计作者院 (系)专业测控技术与仪器指导教师答辩日期2013 年 6 月 1 日毕业设计(论文)诚信责任书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。

毕业设计(论文)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。

尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人毕业设计(论文)与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。

论文作者签名:年月日摘要脉搏波所呈现出来的形态、强度、速率和节律等方面的综合信息,能反映出人体心血系统中许多生理疾病的血流特征。

根据人体脉搏信号特征,本论文设计了一种基于单片机的脉搏测量系统。

系统采用红外发射与接收二极管充当脉搏传感器来采集脉搏信号。

首先将采集到的信号通过低通滤波与放大电路对脉搏信号进行处理,然后,将放大的脉搏信号通过整形电路进行电压基准变化,在经过一次放大电路对整形后的脉搏信号进行放大,将信号转换为AT89S52单片机易于处理的脉冲信号。

通过单片机编程对脉冲信号进行处理,测量出一分钟内的脉搏次数,最终在数码管中直观的显示出来。

为了节省时间,一般不会作一分钟的测量,通常是测量10秒钟时间内的脉搏数,再把结果乘以6即得到每分钟的脉搏数。

发光二极管可以通过发光的形式显示脉搏的跳动。

关键词:脉搏测量仪;AT89S52;LED;信号处理xx大学本科毕业设计(论文)The Design of Pulse Measurement Instrument Based on Single Chip MicrocomputerABSTRACTComprehensive information form, strength, speed and rhythm of the pulse wave show, can reflect the human cardiovascular system flow characteristic in many physiological diseases. According to the characteristics of the human pulse signals, this paper designed a pulse measurement system based on mcu.System uses infrared emitting and receiving diode acts as a pulse sensor to collect the pulse signal. Firstly, the collected signal through low-pass filtering and amplifying circuit for pulse signal processing, then, the pulse signal amplification of the voltage reference change through the shaping circuit, after an amplifying circuit amplifies the pulse signal after shaping, the signal is converted into AT89S52 microcontroller manageable pulse signal. Processing through the MCU programming on the pulse signal, measured the pulse of one minute, times, finally in the digital tube display.In order to save time, generally not as a measure of a minute, often is the number of pulse measurement 10 seconds, then the result is multiplied by 6 to obtain the pulse number per minute. Light emitting diode can be displayed by light pulse.Key words: Pulse measuring instrument; AT89S52; LED; Signal processing目录摘要 ..................................................................................................... ABSTRACT .. (I)1 绪论 01.1 脉搏测量仪介绍 01.2 脉搏测量仪的应用 01.3 本设计所要实现的目标 (1)1.4 本文的设计方案:采用以单片机为核心的控制方案 (1)2 主要器件介绍 (2)2.1 单片机的选择 (2)2.1.1 AT89S52简介 (2)2.1.2 AT89S52的特点 (2)2.1.3 AT89S52引脚功能说明 (3)2.2 传感器的选择 (5)2.2.1 红外发光二极管简介 (6)2.2.2 光敏三极管简介 (6)2.3 驱动芯片的选择 (7)2.3.1 74LS245简介 (7)2.3.2 74LS04简介 (8)2.4 显示器的选择 (8)2.4.1 三位共阳八段数码管简介 (8)2.4.2 八段数码管字形表 (9)3 系统硬件设计 (10)3.1 设计原理 (10)3.2 外围电路 (10)3.2.1 电源电路 (10)3.2.2 复位电路 (11)3.2.3 晶振电路 (12)3.2.4 脉搏信号采集放大电路 (13)3.2.5 LED显示电路 (14)4 系统软件设计 (16)5 软件调试及仿真 (18)5.1 软件编译 (18)5.1.1 工程的创建 (18)5.1.2 单片机的选择 (19)5.1.3 程序的编译 (19)5.2 系统仿真测试 (21)6 结论 (23)参考文献 (25)致谢 (27)附录A (29)附录B (31)1绪论1.1脉搏测量仪介绍脉搏测量仪是用来测量一个人脉搏跳动次数的电子仪器,也是心电图的主要组成部分,因此,在现代医学上具有非常重要的作用。

基于STC12C5A60S2单片机的中低频脉冲理疗仪的设计

基于STC12C5A60S2单片机的中低频脉冲理疗仪的设计

基于51单片机的中频脉冲治疗仪设计赵鹏飞新疆维吾尔自治区阿克苏技师学院机电技术系 843000摘要随着电疗科学理论研究的不断深入,中频脉冲电流治疗技术的潜力被迅速开发,中频治疗仪在大众医院和百姓家庭广泛应用。

在研究、检测和对比数十款主流中低频治疗设备的基础上,我们集众家之长、另辟蹊径、极力优化,成功设计出了这台中低频脉冲治疗仪。

下面是其设计思路和关键技术的说明。

关键词:单片机中频治疗设计1中低频脉冲治疗技术1.1中低频治疗法中低频脉冲治疗全称为“低频调制中频脉冲治疗”,是将低频信号用中频电流信号进行调制,然后通过专用电极作用人身的特定部位,利用电流对细胞的刺激作用和热效应治疗疾病的方法(简称MMFE)。

该方法是现代分子学、细胞学、神经学和传统中医学理论的深度融合,对颈椎病、腰椎病、骨性关节病、关节炎、肩关节周围炎、腰背肌筋膜炎、周围神经伤病、神经痛、胃肠张力低下、尿潴留、术后肠麻痹、术后粘连、瘢痕增生等疾病疗效明示,相比药物和手术疗法具有创伤小、费用低、副作用小、可靠性高等特点。

1.2中低频治疗仪现状中频治疗仪是进行脉冲电流治疗的主要医疗设备,其核心功能是产生波形、频率和幅度可调的脉冲电流。

目前市场上销售的中频治疗设备功能单一、技术陈旧、外形笨重,而且控制精确低、价格昂贵、人机交互性能较差。

针对以上不足,我们以更高的控制精度、更多的功能整合、更好的人机交互性能和更简捷的整体设计为突破点,精心选择、验证和优化每一个工作单元的结构,最终完成了整机的方案设计和性能测试。

2中低频脉冲治疗仪的设计2.1系统整体架构设计我们将系统整体设计划分为三个部分:系统硬件电路设计、单片机控制程序设计和产品外形结构设计。

系统硬件结构设计和电路参数优化是前期设计工作的核心,经反复调整和优化最终确定的硬件电路结构示意图如下:图1 中频治疗仪电路硬件结构示意图2.2系统主要模块设计2.2.1单片机模块综合考虑系统I/O资源、软件资源、可靠性和经济性要求,选用STC12C5A60S2-DIP40型工业级单片机作为核心控制器,用外部12.0MHz晶振电路提供固定时钟,LM2596S-ADJ型DC/DC 稳压电路提供高可靠5V电源,采用外部上电自动和手动强制双重复位电路,正确设置单片机I/O工作模式。

毕业论文(设计)—基于单片机的按摩器系统的设计与实现

毕业论文(设计)—基于单片机的按摩器系统的设计与实现

郑州大学西亚斯国际学院本科毕业论文(设计)题目_基于单片机的按摩器系统的设计与实现指导教师职称学生姓名学号专业自动化班级(1)班院(系)电子信息工程学院完成时间基于单片机的按摩器系统的设计与实现摘要按摩器(massager)是根据物理学,仿生学学,生物电学、中医学以及多年临床实践而研制开发出的新一代保健器材。

电子按摩器还分为:电磁按摩、震动按摩和红外按摩。

本设计所选择的是电子按摩器中的震动按摩器,利用单片机PWM(脉宽调制技术)控制直流电机的转速,从而控制震动的快慢和幅度。

本文介绍了基于AT89C52单片机的按摩器系统的硬件结构和软硬件设计方法。

系统以AT89C52单片机为控制器,产生PWM(脉冲宽度调制)控制波形输出,利用直流电机芯片L298N驱动12V直流电机。

实现了电机的正转,反转以及多级调速,在LED上现实按摩器档位和正反转情况。

此按摩器具有显示直观、功能多样、电路简洁、成本低廉等诸多优点,具有广阔的市场前景。

关键字:AT89C52,PWM(脉冲宽度调制),L298N,12V直流电机。

Microcontroller based massage system design andimplementationABSTRACTMassager (massager) is based on physics, bionics, bio-electricity, medicine and clinical practice for many years and developed a new generation of health-care equipment. Electronic massager is also divided into: electromagnetic massage, vibration massage and infrared massage. The design was chosen by the vibration in the electronic massage massage, use of microcontroller PWM (pulse width modulation) control DC motor speed to control the speed and magnitude of vibration. This article describes the massage based on AT89C52 microcontroller system hardware and software and hardware design methods. AT89C52 microcontroller as the control system, resulting in PWM (pulse width modulation) control waveform output, the use of DC motor 12V DC Motor Driver IC L298N. To achieve the motor forward, reverse and multi-level speed, the LED on the real massage stalls and reversing the situation. This massage has a visual display, versatile, circuit simplicity, low cost and many other advantages, and has broad market prospects.Keywords: AT89C52, PWM (pulse width modulation), L298N, 12V DC motor目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)1概述 (5)1.1选题背景 (5)1.2设计的应用 (6)2系统总体方案及硬件设计 (6)2.1系统设计要求 (6)2.2总体设计方案 (6)2.3主要元器件介绍 (7)2.3.1主控芯片AT89C52简介 (7)2.3.2 电机驱动芯片l298n功能简介 (10)2.3.3 显示模块简介 (10)2.4系统硬件设计 (13)3系统软件设计 (16)3.1系统结构设计 (16)3.2系统初始化及调速过程 (16)3.3响应过程 (17)4 PROTEUS软件仿真 (17)4.1P ROTEUS ISIS简介 (17)4.2P ROTEUS运行流程 (18)4.3P ROTEUS功能仿真 (18)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)附录 (22)1概述1.1选题背景按摩器(massager)是根据物理学,仿生学学,生物电学、中医学以及多年临床实践而研制开发出的新一代保健器材。

基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解

基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解

基于单⽚机的脉冲理疗仪设计讲解JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY )(论⽂科毕业设计本基于单⽚机的脉冲理疗仪设计学院名称:电⼦信息⼯程专业:班级:号:学姓名:指导教师姓名:指导教师职称:⾼级实验师六⽉⼆〇⼀四年江苏理⼯学院毕业设计说明书(论⽂)基于单⽚机的脉冲理疗仪设计摘要:本次设计为基于单⽚机的脉冲理疗仪设计,其中包括单⽚机系统模块、显⽰模块、报警模块、电源模块、升压模块、按键模块。

当系统通电后,设置理疗的时间、幅数码管上显⽰,当理疗时间到达设定时间,报警响,理疗仪停⽌⼯作,脉冲LED度,在强度受占空⽐影响,占空⽐越⼤,输出强度越⼤,脉冲理疗仪就是将物理因⼦作⽤于⼈体,使之产⽣好转的设备。

本设计基本能完成脉冲理疗的功能,并且操作简单易懂,适合⼴⼤群体使⽤。

关键词:脉冲;幅度;理疗;占空⽐Pulse fields design based on single chip microcomputerThe design for pulse fields design based on single chip microcomputer, including Abstract:supply power display module, alarm module, single chip microcomputer system module,module, the booster module, keys module. When the system after electrify, set the physicaltime when physical therapy on amplitude, displayed the LED digital tube, therapy time,setting time, alarm, stop working fields and pulse strength affected by the duty ratio, the dutyphysical of is the effect fields the greater ratio, the the output intensity, greater the pulsefactors on human body, make it have better equipment. This design basic can complete thefunction of the pulse physical therapy, and easy operation, suitable for the general population.Keywords:Pulse;Amplitude;Physical therapy;Duty ratio江苏理⼯学院毕业设计说明书(论⽂)⽬录序⾔ (1)第1章绪论 (2)1.1 课题的⽬的和意义 (2)1.2 主要设计内容和要求 (2)第2章⽅案论证 (3)2.1 ⽅案论证 (3)2.2 系统各模块功能简述 (4)第3章系统硬件设计 (6)3.1 单⽚机控制模块的设计 (6) 7.................................................... 单⽚机最⼩系统3.23.2.1 单⽚机复位模块设计 (8)9 .................................................... 3.2.2 单⽚机晶振模块设计3.3 电源电路设计 (9)3.4 按键电路设计 .....................................................103.5 显⽰电路设计 ....................................................103.6 报警模块 .........................................................113.7 升压电路 .........................................................12 13..................................................... 3.8 系统硬件设计3.8.1 系统硬件图 (13)3.8.2系统硬件分析 (13)第4章系统软件设计 (15)4.1 系统软件设计原则 (15)4.2 主程序设计流程图 .................................................154.3 显⽰电路流程图 ...................................................164.4 键扫流程图设计 ..................................................17第5章系统调试与数据分析 (19)5.1软硬件电路制作与调试 (19)5.2 软硬件功能分析 ...................................................19结论 ........................................................20参考⽂献 ......................................................21致谢 ........................................................22江苏理⼯学院毕业设计说明书(论⽂)附录⼀元件清单 (23)附录⼆主程序 (25)附录三电路图 (36)附录四实物图 (37)江苏理⼯学院毕业设计说明书(论⽂)序⾔电⼦技术,计算机技术和图像分析技术,⼴泛应⽤于医药,理疗设备。

基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解

基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解

基于单片机的脉冲理疗仪设计讲解脉冲理疗仪是一种常见的理疗设备,通过应用电脉冲刺激来促进组织的修复和恢复治疗。

在设计基于单片机的脉冲理疗仪时,我们需要考虑以下几个关键因素:脉冲波形的设定、频率和幅度的控制、安全性保证和用户界面。

首先,脉冲波形的设定是设计中的重要一环。

常见的脉冲波形有矩形波、三角波和锯齿波等。

我们可以通过单片机的PWM模块来生成这些波形。

通过调整PWM的占空比和频率,可以实现不同的脉冲波形。

其次,频率和幅度的控制也是脉冲理疗仪设计中的重要考虑因素。

频率是指单位时间内脉冲的数量,而幅度是指脉冲的电压。

这两个参数的设置要根据不同的治疗需求和身体状况进行调整。

在设计中,我们可以通过单片机的ADC模块来读取用户设置的频率和幅度,并实时控制输出。

安全性保证是任何医疗设备设计的关键要素。

在脉冲理疗仪设计中,我们需要确保设备能够稳定工作,并在任何情况下都不对人体产生伤害。

这要求我们在设计中考虑到电磁兼容性、过电流和过电压保护等方面的问题。

此外,还需要设备具备地线连接和双重绝缘等安全措施。

最后,用户界面是使用户能够简便操作设备的重要一环。

在基于单片机的脉冲理疗仪设计中,我们可以通过液晶显示屏和按钮来实现用户界面。

用户可以通过操作按钮来设置脉冲波形、频率和幅度等参数,并通过显示屏来获取当前设备的工作状态。

总结起来,基于单片机的脉冲理疗仪设计需要考虑脉冲波形的设定、频率和幅度的控制、安全性保证和用户界面等因素。

只有全面考虑这些要素,才能设计出安全可靠、易于操作的脉冲理疗仪,为用户提供有效的治疗和恢复。

基于51单片机的便携式低频按摩仪的设计与制作

基于51单片机的便携式低频按摩仪的设计与制作

基于51单片机的便携式低频按摩仪的设计与制作
基于51单片机的便携式低频按摩仪的设计与制作,我可以提供一些建议和指导。

首先,你需要确定低频按摩仪的功能和特点。

然后,确定你需要使用的传感器和执行器,比如心电传感器、温度传感器、振动马达等。

这些元件将与51单片机连接,通过编程控制其工作。

接下来,你需要设计按摩仪的电路板。

这里可以考虑使用开发板或者自己设计的电路板,包括51单片机的连接及外围电路的设计。

在编程方面,你可以使用汇编语言或者C语言来编写代码。

根据你的需求,程序可以包括功能选择、按摩模式调节、呈现数据等等功能。

制作时需要按照电路图逐一焊接电路,或者选择购买现成的模块进行组装。

当你完成硬件设计和编程后,可以进行调试和测试。

确保按摩仪的各项功能正常运行,并且符合你的预期。

最后,记得在制作过程中遵守安全规范,确保电路板和组装的部件都得到良好的保护,以防止人员受伤或设备损坏。

需要注意的是,请在制作过程中确保遵守相关的知识产权法律法规,不要侵犯他人的专利、商标和著作权。

如果有需要,你可能需要申请相关的专利或商标。

希望以上的建议能对你的项目有所帮助!。

基于PWM的新型理疗仪设计

基于PWM的新型理疗仪设计

U n 和健 康意 识 的增 强 , 等。 目前 阻碍 理疗仪器 推广 的主要 因素是价格 偏高 ; 兼具康 复治疗和保 健、美容 功效的 电子理疗设 备受 治疗波形控 制精度 较低 、毛刺较 多导致患者 舒适感
到广泛欢迎 。国 外发达国家 的家庭保健 和治疗 起步 不强 ,治疗 效果不 明显等 。为 了保 证较好 的治疗 效 较早 ,理疗 技 术 已经 得到广 泛 的推广 应用 ,近 年 国 果的 同时 降低家庭 保健成 本、提高 产品稳 定性可 靠
Ab s t r a c t :
S TM 3 2 a s t h e ma i n c h i p , we d e s i g n a n o v e l e l e c t r i c a l p u l s e p h y s i o t h e r a p y i n s t r u me n t wh i c h r e a l i z e p u l s e wi d t h mo d u l a t i o n
De s i g n o f Ne w Phys i o t he r a py I ns t r um e nt Ba s e d o n P W M
(HE N Ha i - j n n wE Zh i — h a o Gu a n g d o n g F o o d a n d I ) v u g Vo c a t i o n a l C o l l e g e ( ( i u a n g z h o u 5 1 0 5 2 0 )
技术报告
基于 P WM 的新型理疗仪设计
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基于单片机的脉冲理疗仪设计学院名称:专 业: 电子信息工程班 级:学 号:姓 名:指导教师姓名:指导教师职称: 高级实验师二〇一四年 六月JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计(论文)基于单片机的脉冲理疗仪设计摘要:本次设计为基于单片机的脉冲理疗仪设计,其中包括单片机系统模块、显示模块、报警模块、电源模块、升压模块、按键模块。

当系统通电后,设置理疗的时间、幅度,在LED数码管上显示,当理疗时间到达设定时间,报警响,理疗仪停止工作,脉冲强度受占空比影响,占空比越大,输出强度越大,脉冲理疗仪就是将物理因子作用于人体,使之产生好转的设备。

本设计基本能完成脉冲理疗的功能,并且操作简单易懂,适合广大群体使用。

关键词:脉冲;幅度;理疗;占空比Pulse fields design based on single chip microcomputer Abstract:The design for pulse fields design based on single chip microcomputer, including single chip microcomputer system module, display module, alarm module, power supply module, the booster module, keys module. When the system after electrify, set the physical therapy time, amplitude, displayed on the LED digital tube, when physical therapy time setting time, alarm, stop working fields and pulse strength affected by the duty ratio, the duty ratio, the greater the output intensity, the greater the pulse fields is the effect of physical factors on human body, make it have better equipment. This design basic can complete the function of the pulse physical therapy, and easy operation, suitable for the general population. Keywords:Pulse;Amplitude;Physical therapy;Duty ratio目录序言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题的目的和意义 (2)1.2 主要设计内容和要求 (2)第2章方案论证 (3)2.1 方案论证 (3)2.2 系统各模块功能简述 (4)第3章系统硬件设计 (6)3.1 单片机控制模块的设计 (6)3.2 单片机最小系统 (7)3.2.1 单片机复位模块设计 (8)3.2.2 单片机晶振模块设计 (9)3.3 电源电路设计 (9)3.4 按键电路设计 (10)3.5 显示电路设计 (10)3.6 报警模块 (11)3.7 升压电路 (12)3.8 系统硬件设计 (13)3.8.1 系统硬件图 (13)3.8.2系统硬件分析 (13)第4章系统软件设计 (15)4.1 系统软件设计原则 (15)4.2 主程序设计流程图 (15)4.3 显示电路流程图 (16)4.4 键扫流程图设计 (17)第5章系统调试与数据分析 (19)5.1软硬件电路制作与调试 (19)5.2 软硬件功能分析 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录一元件清单 (23)附录二主程序 (25)附录三电路图 (36)附录四实物图 (37)序言电子技术,计算机技术和图像分析技术,广泛应用于医药,理疗设备。

现今使用的理疗仪功能多化,操作方便,并且也很安全高效,在国外,家庭保健和理疗起步很早,技术也得到了改善,而且推广很大众化,最近几年国内也掀起了理疗热,各种理疗仪,例如低频治疗仪,如红外治疗仪,磁场探测器和其他小的工具,现在已经进入了家庭在国内和国外[1]。

本设计利用51单片机控制输出脉冲信号,利用按键,LED数码管,报警,电源等外部硬件组成一个脉冲理疗仪,对各方案进行了细心的比较,并对设计中使用的芯片进行了仔细的分析。

因此,本系统的安全性和可扩展性都比较好[2]。

第1章绪论1.1 课题的目的和意义随着社会经济活动日益频繁和现代生活节奏的加快,越来越多的人明显的感觉或经验所带来的压力重,精神压力迄今已经成为现代社会的一大“隐形瘟疫”,对人们的身心健康构成了相当大的威胁,如不加以重视,其危害和遗患将十分严重[3]。

通过本次脉冲理疗仪的设计,让我们能够更加清楚的了解单片机智能控制系统的功能,巩固自己已经学过得知识,自学新的内容,提高动手实践能力。

1.2 主要设计内容和要求利用单片机设计,使系统:1、工作电压+5V;2、能输出幅度可调的脉冲信号;3、1到30分钟的治疗,最后能报警;4、理疗时间可通过LED数码显示。

第2章方案论证2.1 方案论证方案1本系统采用STC12C5A60S2作为中央处理单元控制脉冲发生电路产生脉冲实现理疗,通过LED数码管时间显示,并通过蜂鸣器实现计时报警。

示意框图2-1如下:图 2-1 单片机控制原理框图方案2本系统采用FPGA作为中央处理单元控制脉冲发生电路产生脉冲实现理疗,通过LED数码管时间显示,并通过蜂鸣器实现即使报警。

示意图2-2如下:图2-2 FPGA控制原理框图方案比较:以上两个方案都可以实现脉冲理疗仪的功能要求。

其中方案一软硬件结合,硬件成本低,软件容易实现,优化型相对比较好,操作简单,容易实现,且满足设计要求。

方案二使用的是软硬件结合,硬件成本高且设计繁琐,软件起点底,操作难,软硬结合不易实现且难修改,且相关设计要求不能达到。

所以选择方案一实现功能。

2.2 系统各模块功能简述1.电源模块本设计需要+5V电压,由稳压器变压而来。

工作时,只需要插上插头。

2.显示模块设计中选用LED数码管作为显示器,显示理疗的时间和输出信号的强度。

3.按键模块本设计需要五个键,一个为复位键,四个为设置时间的时,分,信号的强度和确认键。

4.报警模块当理疗时间到达预先设定好的时间时,蜂鸣器就会响,表面理疗时间已到。

第3章系统硬件设计3.1 单片机控制模块的设计本设计采用的单片机为STC12C5A60S2。

STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,具有高速、低功耗、超强抗干扰的功能,是新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统的8051,但是速度快8-12倍。

内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换,针对电机控制,强干扰场合[4]。

STC12C5A60S2的引脚图如图3-1所示:图3-1 STC12C5A60S2的引脚图STC12C5A60S2的各引脚功能如表3-2所示:表3-2 STC12C5A60S2引脚功能表3.2 单片机最小系统单片机最小系统包括:单片机、晶振电路、复位电路。

单片机最小系统为整个电路提供了时钟信号和复位电路。

下图3-2是STC12C5A60S2单片机的最小系统电路图。

图3-2 单片机最小系统3.2.1 单片机复位模块设计电阻R6与电容C3组成复位电路。

复位原理,单片机高电平复位,上电瞬间,电容两段极性不能突变[5],所以单片机9脚瞬间高电平复位,很快电容C3充满电后,单片机9脚被拉低,处于工作状态,只要重新上电,单片机就会复位一次。

下图3-3为单片机复位电路设计。

图3-3 单片机复位电路3.2.2 单片机晶振模块设计单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到:内部振荡和外部振荡方式。

本次设计采用外部振荡器[6]。

将12MHZ的晶振连接到引脚 XTAL1 和XTAL2,电容 C2,C4 采用22pF,可以用来稳定振荡器的频率,两个电容为负载电容,两个电容的作用是容易起振和减小频率的温漂。

晶振模块为系统提供基本的时钟信号。

频率较大时,会产生很小的误差,故延时时间还要加上指令时间才能获得较大的频率波形。

时钟电路的设计框图如图3-4所示:图3-4 单片机晶振模块设计3.3 电源电路设计5V供电是采用LM7805供电的,输入12V直流电,输出5V直流电,供单片机工作使用。

这部分电路比较简单,外接12V直流电源,可用电源供电,插上电源后,经过LM7805稳压管,输出电压VCC,再通过220uF电容滤波。

如图3-5所示:图3-5 电源电路3.4 按键电路设计常用的键盘电路一般为矩阵式,但在这次设计中,为了方便程序的简单化,我们采用了一般的键盘接口,键盘输出信号[7]。

单片机的P3口(P3.0-P3.7)P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,功能由程序定义,系统共有四个按键,P3.4为设置功能,P3.5为确认键,P3.6为减小键,P3.7为增大键。

键盘模块设计框图如图3-6所示:图 3-6 按键电路3.5 显示电路设计下图3-7为显示电路。

图3-7 显示模块数码管有共阴和共阳的区分,单片机都可以进行驱动,但是驱动的方法却不同,并且相应的0~9的显示代码也正好相反。

本系统数码管选择共阳极接法。

P2.1,P2.2,P2.3,P2.4控制数码管的千,百,十个位,当相应的端口为低电平,驱动晶体管导通,驱动晶体管的数字控制提供了高电平,这时只要P0口送出数字的显示代码,数码管就能正常显示数字。

因为要显示三位不同的数字,所以必须用动态扫描的方法来实现,就是先个位显示1毫秒,十位再显示1毫秒,循环,所以只要扫描时间小于1/50秒,因为人眼的视觉效果的残留量,不断循环,这样只要扫描时间小于1/50秒,就会因为人眼的视觉残留效应,看到两位不同的数字稳定显示。

通过一个220欧姆的电阻直接给数码管的8个段位供电,P2.1和P2.2、P2.3、P2.4端口控制数码管的千位、百位、十位和个位的供电。

单片机的P0口输出的数据相当于将数码管不要显示的数字段对地短路,这样数码管就会显示需要的数字。

3.6 报警模块下图3-8为报警电路模块。

图3-8 报警电路当预先设定时间结束时,则启动声光报警电路。

报警电路中光报警采用发光二极管,声报警采用蜂鸣器来设计,采用一个引脚控制。

其中,蜂鸣器电路中,当输出高电平时,三极管截至,当输出低电平时,三极管导通,蜂鸣器产生报警声。

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