基于单片机的脉冲理疗仪设计
基于单片机的理疗仪测温探头设计
基于单片机的理疗仪测温探头设计学生：冯伟樊景涛指导教师：陈宝明摘要：本文介绍了以美国DALLAS 公司生产的DS18B20温度传感器构成的理疗仪测温探头的设计，该测温探头可以动态、实时、可控、方便的对人体各个部位体温进行精确测量，从而辅助观测理疗仪的治疗效果。
关键词：理疗仪、DS18B20测温传感器、单片机Based on SCM physical measurement temperature probedesignAbstract :This paper introduces the DALLAS in the United States the temperature sensorDS18B20 production company consists of physical measurement temperature probe design, this temperature measuring probe can dynamically, real-time, controllable and convenient to human body parts accurate measurement temperature, thus auxiliary observation physical therapeutic effect.Key Words :Physical, DS18B20 temperature sensor and single-chip microcomputer一．引言：理疗仪是一种将物理因子作用于人体，使之产生好转的设备。
具体说来，这些物理因子包括“电、声、光、磁、水、压力”等，例如，直流电疗法可以使低电压的平稳直流通过人体一定部位，以周期性的极短时间的电刺激治疗疾病，而超声波理疗则基于超声波的反射、折射原理，采用透镜及弧面反射而将声束聚焦于焦点之上使产生强大的能量作用于人体，而治疗某些疾病。
基于单片机的电疗仪设计
可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有上述优点，在我国，单片机已广泛地应用在 工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个 方面， 而 51 单片机是各单片机中最为典型和最有代表性的一种。 这次设计通过对它的学习、 应用，以 AT89S51 芯片为核心，辅以必要的电路，设计了一个简单的单片机电疗仪，它由 直流电源供电，通过扬声器发出声音，使人体得到治疗的效果。 电疗仪是现代社会应用广泛的医疗设备， 在社会上， 医院中及至我们每个人的日常生活 中都发挥着重要的作用。本系统是基于 AT89C51 单片机设计的电疗仪。它主要由控制部分 和负载隔离及变压器部分组成， 把一定频率的波形通过单片机变成频率不断变化的电路， 这 样把输出信号加到人体颈椎的各个空位上， 通过频率的变化来刺激人体各个穴位反应， 达到 治疗和按摩的目的。该系统同时具有硬件设计简单、工作稳定性高、价格低廉等优点。 本文以对单片机的学习和认识， 并通过本次课程设计加以应用， 从而达到一个对所学知 识的巩固、更深一步的理解，面对一个电子设计，应对出系统的方案，分析出各个板块来， 再对各个板块进一步的具体的设计， 先进行硬件电路设计， 此时一定要考虑好要用什么元件、 各个元件的具体参数、是否能实现应有功能，从而得到一个完整的硬件电路。在根据该电路 设计出软件的功能模块、从而完成程序流程图，在根据流程图完成程序的设计，并通过反复 的调试、运行、更正，直至完成既定功能为止，最后将软件、硬件结合进行调试、运行，对 其功能进行最终测试，并反复思考其测试中遇到相应问题的原因，并将其一一处理，从而完 成本次设计的实验要求，以及本次课程设计的最终目的。
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AT89C2051单片机的超声波理疗仪的构成原理
Байду номын сангаас基于AT89C2051单片机的超声波理疗仪的构成原理
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。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、精度好，因此，它被称为高频精密函数信号发生器IC。该芯片组成的高频信号产生电路。图2中，第3脚和第4脚(即A0和A1脚)即是控制输出的波形，而输出的波形频率则由外接电容C1和第8脚和第10脚共同确定。3 低频信号发生电路低频信号发生模块电路可采用NE555构成多谐振荡器，当该振荡器输出波形信号后，再接以7474锁存器为主要部件组成二分频电路，最后再用MAX298组成低通滤波器以进行滤波，就能得到所需的低频信号波。MAXIM公司生产的MAX29X系列8阶低通开关电容滤波器由于使用方便、设计简单、尺寸小(有8-pin DIP封装)，因而在ADC的反混叠滤波、噪声分析、电源噪声抑制等领域得到了广泛的应用。这里不采用MAX03 8来产生低频波的原因主要是两种波形参杂的直流电平不同时，其混频以后效果不明显。而用MAX298进行滤波，则可以在5 kHz～10 kHz频率内得到很好的滤波效果，具体的低频信号发生电路。其中振荡周期由NE555中R1，R2和C1确定，具体公式为：4 混频电路的设计混频可以用乘法电路来实现，并可以用下面的关系式来设计电路：因为使用乘法运算电路可以很方便地实现两个模拟信号的相乘，而且，以乘法运算电路为基本单元，也可以很容易地组成除法、乘方和开方等运算电路。因此，在无线电通讯领域，利用乘法运算电路还可以组成调制，解调电路。目前市场上已有可实现乘法运算的集成电路，称为模拟乘法器。模拟乘法器的表达式是：式中，k为比例系数，一般各电路的比例系数都不大相同。在本电路的设计当中，乘法器主要用于实现两种信号的相乘，以将低频信号变到中频。本设计需要两种频率的信号，一种是载波(即高频信号)，另一个是调制波(即低频信号)。为了实现AM调制，需要使用合理的乘法器电路。本设计选定由Motorola公司的MC1496集成双平衡模拟乘法器。MC1496是Motorola公司生产的一种性能优良的模拟乘法器，可用作宽带、抑制载波双边带平衡调制器，它不需要耦合变压器或调谐电路，还可作为高性能的SSB乘法检波器、AM解调／解调器、FM解调器、混频器、倍频器、鉴相器等。MC1496可以采用单电源，也可以采用双电源供电，两者效果相同。单电源供电时，其直流偏置由外接元件来实现。本设计选用单电源，单电源供电输出是对地信号。而在双电源中，输出为双输出的差分信号。其具体电路。 5 功率放大器设计超声发生器的功率放大电路除了要具有一般放大器中的整流、振荡、放大和保护等通用电路外，还应有一些特殊的电路，如频率自动跟踪、匹配、功率自动控制、振动系统振幅控制等电路。这些电路是发生器负载(即换能器)的特殊性质所要求的。通常发生器有一个最佳负载值(有时亦称为输出阻抗)，只有当实际负载等于此值时，发生器才能工作于设计状态，并向负载提供额定的输出。否则就需要通过输出变压器作阻抗变换。除此之外，还必须进行调谐，因为换能器为一有抗负载，因此，直接联接到发生器上会产生相当大的无功损耗，这不仅会使效率降低，而且会影响到发生器的安全使用。因而需要有一个电抗相反的元件来“抵消”换能器中电抗分量的影响，这就是所谓的调谐。在此功放中，比较重要的就是匹配，由于压电换能器有静电容，而且磁致伸缩换能器有静电感，因此，在换能器谐振状态时，换能器上的电压与电流间存在着一相位角φ，其输出功率P=cosφ。由于φ的存在，输出功率达不到最大值。只有当φ=0时，输出功率才可达最大值。因此，为了使换能器上电压VRL与电流同相(φ=0)，就必须在换能器上并联或串联一个相抵消的阻抗。对于压电换能器而言，即并联或串联一个电感即可，而磁致伸缩换能器则应并联或串联一个电容。对于超声波的功率放大部分，本文做了一些测量和计算，实际电路的设计为三级放大。图5所示是其前级电路，其中采用场效应管作为第一级前端放大，其后使用射集放大电流。每个放大在输出端都加入了射集输出电路以此来降低输出阻抗，从而达到放大电流的效果。中间级三极管放大电路，其输入和输出都有电容滤波，并在输出端加入射集跟随器，以降低输出阻抗。末级三极管放大电路采用东芝公司的2SC3281功率三极管，其电路。6 单片机控制本设计采用ATMEL公司的AT89C2051单片机来组成控制系统。由于系统的要求不很严格，即不要求高运算速度，也不要求大内存，而只要求有一定的抗震性，且价格便宜，以达到经济实惠的目的即可。因此，笔者选用AT89C2051型CPU。这种CPU的使用温度范围为-40℃～125℃，有20个管脚，是8051型CPU的简易版，完全能满足本系统的使用要求。由于主程序主要完成模块初始化以及自身程序的调用，因而其结构清晰简单，图8所示是它的控制软件流程图。其次就是初始化模块，其作用是让定时器、中断等回复到最原始的状态。比如使定时器工作在工作方式1，定时器1的中断优先级最高等等。它的初始化流程图。第三就是功率输出调节，本理疗仪输出功率共分三档(低、中、高)，设计时采用单片机输出控制后续BJT电路的静态偏置电压，从而改变BJT静态工作点，使压电晶体两端的输出电压幅度发生变化，以调节输出功率。设计时可通过外部按键中断来调用中断服务程序，从而实现这一功能。其原理是通过按键的次数来判断进入哪一个中断，并且调用相应的子程序。由于这里的功率分为三档，因此，可用按键次数除以4所得的余数来判断，即：如果按键次数为4N(N=0，1，2，3………)，那么不输出功率；如果按键次数为4N+1(N=0，1，2，3………)，则调用低功率输出子程序；以此类推，便可以实现三种不同功率的输出。以下是其部分代码：7 结束语本设计主要给出了超声波从产生到控制的一个较详细的实现方案。相对于其他方法，此方案较为简单，并且成本较低，用的器件都是比较常见的。高频和低频信号独立产生，便于对两种信号进行调整，而且用单片机作为控制芯片，其灵活性较高，同时还可以根据不同的要求进行修改，从而满足各种实际需求。
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
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。
硬件课程设计--数码经络理疗仪完整版报告
2.项目背景
本项目作为《硬件课程设计》课程的训练项目提出，旨在让学生利用平时课 上所学有关单片机的知识， 学会在不同单片机上实现既定功能。在基本的设计实 现基础上， 不断对已有的设计进行进一步的修改和完善，最终完成整个硬件和软 件开发过程。 单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理 能力的中央处理器 CPU、随机存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和 中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、 模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的 微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。 我们可以通过硬件语言对单片机进行编程，使用它不同的功能模块以实现不 同的功能。也可以在单片机的基础上，拓展外部电路，弥补单片机的缺陷，实现 更复杂的控制。 具体了解利用 MSP430 系列单片机实现数码经脉理疗仪的基本原理， 综合运 用所学知识实现一个具有多个模块的模数混合系统， 为后续课程学习和工作打下 基础。熟练运用一种单片机，其他类型和厂家的单片机也能触类旁通。
2014-2015 学年度第二学期
硬件课程设计
----基于 MSP430 的数码经络理疗仪
院 专 班 姓 学
系： 业： 级： 名： 号：
பைடு நூலகம்
电子信息与通信学院 电子信息工程 电信 1203 班 李昊 U201213436 王斯玥 龚军
同组成员： 指导教师：
【摘要】
本 项 目 要 求 设 计 并 实 现 一 个 基 于 MSP430 的 数 码 经 脉 理 疗 仪 ， 利 用 MSP430F5529 单片机的 I/O 端口实现脉冲的输出，驱动马达，使其按照一定规律 震动（按摩） 。提供清晰的 LCD 显示界面方便使用者操作，除基本功能外还提供 定时功能，混合模式输出功能，以及红外遥控功能。 另外还设计了几个益智小 游戏来供使用者在理疗间隙消遣。
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。
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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。
对于发光二极管，必须采用限流电阻，否则会使二极管电流过大而烧坏。