基于STC12C5A60S2单片机的中低频脉冲理疗仪的设计
基于STC12C5A60S2单片机频率计的设计与实现
ＤＡ Ａ
Ｍ ｏＶ Ｒ４ ． Ａ Ｍ ＯＶ Ａ． Ｒ３
满足精度的要求 ，且该系统结构简单 、处 理速 度快 、稳定性高 ，充分发挥 了单片机控制 功能
强 的特 点 ，具 有 较 高 的性 价 比 。
Ｈ Ｂ２ ：ＣＬ Ｒ Ａ
考虑 手术 时 需要声 音来 方便 的识别 当前 的工 作状态 ，本设计采 取 了 Ｐ Ｉ Ｃ１ ８ Ｆ ２ ４ ２ ０单 片 机Ｐ ＯＲ Ｔ Ｂ端 Ｒ Ｂ０口为输 出端外界喇 叭。通过 Ｐ Ｉ Ｃ１ ８ Ｆ ２ ４ ２ ０ ，音频 设备 ，功 能显示 区，放 大
凝手术刀刃 口锋利 ，能快速 、整齐地切割 示 ，主要包 括 以下 几个部 分。ＭＣＵ即主 芯片
能够有效提升 医疗效率和 医疗精度 ，为医疗 工 采用 Ｐ Ｉ Ｃ１ ８ Ｆ ２ ４ ２ ０ Ｒ ｃ２ ／ ｃ ｃ Ｐ１ 脚输出Ｐ Ｗ Ｍ 作 的开 展 提 供 强 大 有 力 的 支 撑 。 （ 脉冲宽度可调制 ） 信 号， 通过 Ｐ ＭＳ Ｔ ２ ２ ２ ２ Ａ（ 三 极 管 ）放 大 信 号 控 制 ＭＯＳ管 开 关 ， 完 成 对 电
２ 硬 件 电 路 设 计
切 割 组 织 的 手 术 刀 很 早 就 广 泛 用 于 外 科
设 置 按键 微 调 Ｐ ＷＭ 的 占空 比 。
２ ． ３ 音 频 模 块
中 ，与之相伴的手术 出血妨碍着外科发展
｝ 离各种软组织 ；电热止血温度可调 ，止 血
本 设计 包 含 的硬 件 电路 部分 如 图 ２ ・ １ 所
１ Ｐ Ｉ ｃ 单 片 机 的 特 点
热 丝 的 通 电和 闭合 。 以便 对 电热 丝 的加 热 完 成 切割或者凝血功能。
基于单片机STC12C5A60S2的电磁控制运动装置初探
基于单片机Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｃ ５ Ａ６ ０ Ｓ ２ 的电磁控制运 动装置 初探
烟 台汽车工程 职业学院电子 工程 系 王 晶
【 摘要 】随着 我国社 会经济的全面发展 ，电磁控制 已经逐渐取代人工控 制，为人们的生活提供 了极大的便利。设计受到钟摆原 理启发 ，通过 单片机Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 做主控 模块 ，控 制电磁 铁电流强弱来实现摆杆 的起摆 和来回摆动，通过采集三角加速度传感器ＭＭＡ ８ ４ ５ １ 的角度信 号，以此作为反馈信号来改变 电磁铁 的电流大小及方 向，从 而 实现摆杆在指定周期和指定幅度连 续摆动。同时可以实现键盘控 制起停、Ｓ Ｙ Ｎ６ ２ ８ ８ 语 音播报 、数据显示、声光报警功能。 【 关键 词】Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ ；电磁铁 ；角度传感器；语 音播 报 ～
１ ． 系统设 计 １ ． １总体方 案论证 电磁 控制 运动 装 置 由单 片机控 制模 块 、 角 度测 量模 块 、 电磁驱 动 模块 、显 示模 块 、 触 摸屏 输 入模 块 、语音 模 块 、声光 报警 模 块
组成。
１ ． ２ 各模块 方案选择 １ ． ２ ． １控制 器模块才 额定 电压是 １ ２ Ｖ 。 考 虑 使用 彩色 液 晶显 示 ，存储 数据 大 ， １ ． ２ ． ８ 系统模块 的最终 方案 － － 处 理数 度快 等 实际情 况 ，选 择Ｓ Ｔ Ｃ Ｉ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ （ １ ） 控制 模 块 ：采 用Ｓ Ｔ Ｃ Ｉ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２ 作 为 单 片机 。内部 自带高 达６ ０ Ｋ Ｆ Ｌ Ａ Ｓ Ｈ Ｒ Ｏ Ｍ ，这 ｃ Ｐ ｕ 核 心控制芯 片； 种 工艺 的存 储器 用 户可 以用 电的方 式瞬 间擦 （ ２ ） 电磁铁驱动模块：采用Ｌ ２ ９ ８ Ｎ 芯片驱 除 、改 写 是 高速 、 低 功 耗 、超 强 抗 干 扰 的 动 电磁 铁 ，实 现 电磁铁 磁场 的改变 ： 新 一代 ８ ０ ５ １ 单 片机 ，指 令 代码 完全 兼容 传 统 （ ３ ） 显 示模块 ：采用Ｔ Ｆ Ｔ Ｌ Ｃ Ｄ 彩屏显示 ； ８ ０ ５ Ｉ ，速 度快８ 一 ｌ ２ 倍。 （ ４ ） 语 音模 块 ：采 用Ｓ ￣ Ｎ ６ ２ ８ ８ ￣音 芯片进 １ ． ２ ． ２电磁铁 驱动模块 行播报 ； 使 用Ｌ ２ ９ ８ Ｎ 芯 片驱 动 电机 。Ｌ ２ ９ ８ Ｎ 芯 片可 （ ５ ） 角度测量模块：采用三角加速度传感 以驱 动 两个 电磁 铁 ，并 且驱 动 电流 方 向可 以 ￣ Ｍ Ｍ Ａ ８ ４ ５ １ ； ’ 改变 ，输 出电压 最高可达 ５ ０ Ｖ ，可 以直接 通过 （ ６ ） 按键 输入 模 块 ：采用Ｔ Ｆ Ｔ 触 摸 屏 同时 电源 来调节 输 出电压 ；直 接用 单片机 的Ｉ ／ Ｏ 口 进行显 示和触摸 屏按键输 入 。 提供信 号 ；而 且 电路 简单 ，使 用 比较方 便 。 ２ ． 理论分析与计算 １ ＿ ２ ． ３ 显示模块 ２ ． １电磁 控制运动装 置理论 分析 与计算 方 案 一 ： 采用 Ｌ Ｃ Ｄ Ｉ ２ ８ ６ ４ 屏 。１ ２ ８ ＊ ６ ４ 点 ２ ． １ ． １电磁控制装置 支架 的制作 与分 析 阵 ，可 以显 示数 字 、 中英文 字符 和 图案 ，但 我们 自己设计并手工制作了一套装置， 只能 显示８ ＊ ６ 个汉字 ，且 单色 ，图案分辨 率较 采用 废弃 木板 做整 个 装置韵 底 座支 架 ，用 来 低 ，不 能进行触 摸屏输 入 。 安装 单片机控 制系统 ，语音播报模块 ，喇 方案 二：采 用Ｔ Ｆ Ｔ 彩屏 是薄膜 晶体管 型液 叭 电磁铁 驱 动 电路 、 电磁 铁 ， 以及摆 杆及 晶显 示屏 ，它 的每 一个 象素 点都 是 由集成 在 摆杆支架。摆杆支架采用轴承做旋转轴 ，以 其 后 的薄 膜 晶体 管来 驱动 的这 样 不仅 提高 了 此减小转动的摩擦力，使摆杆更好控制 。向 显示 屏 的响应 速度 ，同 时可 以精确 控 制显 示 时角度传感器加装在摆杆轴上，可 以更加准 色 阶 ，所 以Ｔ Ｆ Ｔ 液 晶的色 彩更 逼真 。而 且Ｔ Ｆ Ｔ 确 的测量摆 杆 的偏 角 。 触 摸 屏可 以进 行触 摸 屏输 入 ， 以此 可 以减 少 ２ ． １ ． ２ 摆杆摆动角度分析 外 围按键 的设计 ，节约 资源 ，界 面清晰 。 将 三角加 速度Ｍ Ｍ Ａ ８ ４ ５ １ 传 感器 ，放 置于摆 综合考虑 ，选 择 了Ｔ Ｆ Ｔ Ｌ Ｃ Ｄ 彩屏显示 。 杆轴上 ，跟随摆杆一起摆动 ，用于测量摆杆 １ ． ２ ． ４语音 提示模 块 的摆动角度 。 为 了对实 时数 据 进行 语音 播报 ，我们 选 水 平 放 置 时 ，在 测 量 范 围不 超 过 ±６ ０ ￣ 择 了Ｓ Ｙ Ｎ ６ ２ ８ ８ 语音 合成 芯片 。这 种芯 片具有 清 时 ，一个双轴加速度传 感器 可 以用来测量 晰 、 自然 、准 确 的 中文语 音合 成效 果 ：通 过 两 个方 向的角度 。本系 统测量 只需要 ｌ Ｏ 一４ ５ 异 步 串 口接收 待合 成 的文 本 ，实现 文 本到 语 度 ，所 以完 全够 用 ，所 以选 择 了水 平放 置三 音 的转 换 。文 本识 别 智能 、语 音合 成效 果和 角加速 度传感 器 。 ’ 智 能识 别 效果 非常 优越 。还 具 有体 积 小、硬 ２ ． １ ． ３摆 杆摆动 周期分析 件接 口简 单、性 价 比高的优 点。 内置Ｄ ｃ — Ｄ ｃ 转 摆 杆 周 期要 求 设 置为 ０ ． ５ ｓ 一 ２ ｓ ，步 进 值 换 电路，无 需外加 负。 为０ ． ５ ｓ 。单片机通过Ｐ Ｗ Ｍ 调制，控制电磁铁排 １ ． ２ ． ５角度测量 模块 斥 的 电流大 小 ， 同时采 集三 角加 速度 ４ ５ １ 。 的角度 信号 ，通过Ｐ Ｉ Ｄ 调节 控制从 静止 点开始 Ｍ Ｍ Ａ ８ ４ ５ ２ Ｑ 是～ 款 具有 １ ４ 位 分辨 率 的智 能低 功 运动，到第二次经过静止点的周期为 ５ ｓ 、 耗 、三轴 、电容 式微 机械 加 速度 传感 器 。具 １ ｓ 、１ ． ５ ｓ 、２ ｓ 四种，周期可 以预置。精度准 有丰 富 嵌入 式功 能 ，可 以节省 整 体功 耗 ，解 确 。 、‘ ， 除主 处理 器 不 断轮询 数据 的负担 。该 器件 可 设置 摆杆 摆 动 时的周 期 ，然 后电磁 铁 给 被配 置成 利 用任 意组 合可 配 置嵌 入式 的功能 摆杆的磁铁一定的排斥力，当摆杆稳定时， 生成惯性唤醒中断信号，带有灵活的用户可 通 过 角度 传 感 器 判 断 最 大 摆 角 时 ，所 用 时 编程 选项 ，可 以配置 多达 两个 中断 引脚 ，在 间 ，如果 所用 时 间 比设置 时 间长 ， ｒ 那 就减 小 静止 状态 保持 低 功耗 模式 。可 同时测 量角度 排 斥 力 ，使速 度 加快 ，如 果所 用 时 间 比设 置
基于STC12C5A60S2单片机的射频读写器的设计与实现
其 中射 频 读 写 器是 一 种运 用射 频 技 术读， 写 电子 标 签信 息 的设备 ，在射 频 识 别 系统 中具有 十 分重要 的作 ． ｒ ｌ，本 文应 用了一款超 高频射频读 写器， 并应用 Ｋ ｅ ｉ ｌ Ｃ语 言编写 了单片机软件部分的程序 。 结合软件部分
的设 计 ． 应用 Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｐ ｏ ｒ ｔ 软 件 对 读 写 器进 行 了调 试 ， 得 出 了调 试 结 果 。
图２ Ｔ Ｘ１ ２ ５系列非接触 ｌ Ｃ卡射频读 卡模块 实物图
山东工业技术 ｌ １ ６ ３
Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｆ
【 关键 词】 射频识别 ； 单片机 ； 读 写器
射频 识别 系统通常 由电子标 签和读写器 两部分组成 ， 通 常被 识别物品 的具体信息 被存 储在 电子标签 当 中。 而电子标 签一 般情 况下被放在被识别物 品上 ，通过非 接触 的方式 ， 射
频读 写器可 以很容易 的获 取到所存储 的信 息ｆ ｌ ＿ 。读 写器可 以
主控单片机主要用 于射频读 写芯片和 Ｒ Ｆ收发 芯片的控
制操 作 本 文 选用 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２系列 的 Ｓ Ｔ Ｃ１ ２ Ｌ Ｅ ５ Ａ ３ ２ Ｓ ２
做为主控制器 １ ． ２ 射频读卡模 块芯片
射频 读写芯片 ． 一方面该模块 负责接收 主控 单片机 的控 制信 息 ， 另一方 面主要完成与 电子标 签的通信操作 。本文选
基于STC12C5A60S2单片机的测障系统设计
测 障系 统 由测距 和测 方 位等 功 能组 成 ， 它 是 一 个 多 参数 、 多 功能 采 集 系统 ， 而 基 于 过 程 处 理 的 前 后 台 系 统 已 很 难 在 实 时 性 和 可 靠 性 上 满 足 要 求 。 随 着 技 术 的 进 步 ，一 些 ８位 及 以 上 微 控 制 器 已 能 嵌 入 实 时 操 作 系 统
精度 高、 实时 好 和 扩展 性 好 等 优 点 。 关 键 词 ：测 障 系 统 ；ｐ ￣ Ｃ ／ Ｏ Ｓ － Ｉ Ｉ ； 多任 务 ； 单 片 机
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｐ ３ ６ ８ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ — ７ ７ ２ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ ２ — ０ ０ １ ７ — ０ ３
１ 系 统 方 案 和 主 要 电 路
系统 硬 件 主要 由 Ｓ Ｔ Ｃ １ ２ Ｃ ５ Ａ ６ ０ Ｓ ２单 片 机 、 超 声 波 电 路 、 数字 温度 传感 器 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０、 时钟 芯 片 Ｄ Ｓ １ ３ ０ ２、 液 晶 显
示器 Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４ （ Ｓ Ｔ ７ ９ ２ ０ ） 组成 ， 硬 件 框 图 如 图 １所 示 。
机 为 主控 核 心 ， 外 围 电路 主 要 由超 声 波 测距 、 电子 罗盘 测 方 位 、 数 字 测 温 和 液 晶显 示 电路 组 成 。 测距 由超 声 波 渡越 时 间 法 实现 ， 利 用 所 测 温 度 实 时修 正 参 数 ， 提 高 了 测 距 精 度 。 方 位 由 电 子 罗 盘 采 集 并 以 数 字 量输 出， 简化 了电路 。系统软 件 是 一 个微 内核 、 多任 务 的 实 时 系统 ， 将￣ Ｃ ／ Ｏ Ｓ — Ｉ Ｉ 嵌入 单 片机 ， 多参 数 采 集程 序 运 行 之 上 ， 弥补 了前 后 台 系统 处 理 多参数 实时性 差 的不 足 。 实际运 行 表 明 ， 系统 具 有 测试
基于单片机的脉冲理疗仪的设计与实现(整理版)
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。
STC 12C5A60S2芯片的实验板报告
目录第一章实习的目的及意义 (1)1.1生产实习的目的 (1)1.2生产实习的意义 (1)1.3生产实习的重要性 (1)第二章单片机的最小系统 (2)2.1部分芯片介绍 (2)2.1.1 AT89S52芯片 (2)2.1.2 MAX232芯片 (3)2.1.3 LCD1602液晶显示器 (4)2.1.4 DS12887芯片 (5)2.1.5 74HC573 (7)第三章单片机电路板焊接 (8)3.1 单片机焊接 (8)3.2焊接元件清单 (8)3.3 焊接注意事项 (10)第四章 C51语言的应用程序 (12)4.1 Keil uVision的使用 (12)4.2 流水灯程序 (12)4.3 流水灯高地位循环闪烁 (13)4.4 AD转换测温度 (15)4.5 按键控制1602 (21)4.6 调试中出现的问题 (28)第五章单片机开发板的应用 (29)5.1 应用程序 (29)第六章实习体会 (33)第一章实习的目的及意义1.1生产实习的目的此次生产实习的目的是在理论学习的基础上，通过完成一个设计51单片机的多种资源应用并具有综合功能的最小系统目标板的设计与编程应用。
1.2生产实习的意义将理论知识与实际应用相结合，从实际出发分析问题、研究问题和解决问题，将单片机的知识系统化，并能对电子电路、电子元器件、印制电路板等方面的知识有进一步的加深认识，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高，为今后能够独立进行某些单片机的应用系统的开发设计打下一定基础。
1.3生产实习的重要性生产实习是电子信息工程专业教学计划的一个重要部分，是培养学生理论学习与实践相结合的重要实践性教学环节。
通过生产实习使学生了解实习单位的工作方式和工作流程；对以后大单片机课程设计，帝业设计做基础，了解一个开发板的开发制作的整个过程以及元器件的采购；对生产现场、生产过程中的电子信息设备、计算机设备的应用状况有较为深刻的认识，掌握常规电子信息设备的使用维护方法；在实践中进一步加强专业教育，了解本专业工程技术岗位和生产劳动岗位的工作情况和工作内容，培养团队精神和吃苦耐劳的精神；同时可以使学生学到企业的管理经验和工人师傅的艰苦创业精神，激励学生奋发向上的开拓精神。
基于STC12C5A60S2单片机的射频读写器的设计与实现[权威资料]
![基于STC12C5A60S2单片机的射频读写器的设计与实现[权威资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/282299e083c4bb4cf6ecd165.png)
基于STC12C5A60S2单片机的射频读写器的设计与实现[权威资料]基于STC12C5A60S2单片机的射频读写器的设计与实现【摘要】射频识别技术是一种非接触的自动识别技术，射频识别系统一般有三部分组成:电子标签、读写器和天线三部分，其中射频读写器是一种运用射频技术读/写电子标签信息的设备，在射频识别系统中具有十分重要的作用，本文应用STC12C5A60S2系列的单片机设计了一款超高频射频读写器，并应用Keil C语言编写了单片机软件部分的程序。
结合软件部分的设计，应用AccessPort软件对读写器进行了调试，得出了调试结果。
【关键词】射频识别;单片机;读写器射频识别系统通常由电子标签和读写器两部分组成，通常被识别物品的具体信息被存储在电子标签当中，而电子标签一般情况下被放在被识别物品上，通过非接触的方式，射频读写器可以很容易的获取到所存储的信息[1]。
读写器可以对接收的电子标签的信息进行调制解码，然后通过计算机和网络，将读出的标签信息进行信息传输和管理[2-3]。
STC12C5A60S2系列的单片机具有超强抗干扰能力、可用低频晶振、低功耗、可远程升级、可送STC-ISP下载编程器、内部集成高可靠复位电路等优点[4]，基于上述优点，本文选用STC12C5A60S2系列的STC12LE5A32S2作为射频读写器的主控制器。
1 射频读写器总体设计射频读写器的硬件组成框图如图1所示。
为了增加读写模块的通用性和可扩展性，在硬件设计时遵循模块化的设计思想。
整个读写模块主要由四大部分组成。
1.1 主控MCU主控单片机主要用于射频读写芯片和RF收发芯片的控制操作。
本文选用STC12C5A60S2系列的STC12LE5A32S2做为主控制器。
1.2 射频读卡模块芯片射频读写芯片，一方面该模块负责接收主控单片机的控制信息，另一方面主要完成与电子标签的通信操作。
本文选用 TX125系列非接触IC卡射频读卡模块。
基于STC12C5A60S2单片机及PC机的交流电机闭环调速系统(完整版)
基于STC12C5A60S2单片机及PC机的交流电机闭环调速系统全文版李振东（东南大学成贤学院，南京 210032）摘要：为实现自动化专业单片机与电机控制综合教学的目的，采用宏晶STC12C5A60S2 1T 高速单片机和PC机设计了三相异步电动机闭环变频调速系统。
系统分为下位单片机和上位PC机两部分：下位机以STC12C5A60S2为核心，采用片上A/D实现转速给定和反馈；采用D/A芯片输出模拟电压控制西门子工业变频器实现调速；发挥STC12C5A60S2的高速特点，在单片机中实现了分离积分的浮点PID闭环控制算法；并用通信方式将电动机转速实时向上位PC机发送；PC机采用VisualBASIC配合MSComm控件编程，实现转速的实时采集与曲线显示。
关键词：1T单片机，STC12C5A60S2，TLC5615；开环，闭环，PID，分离积分浮点PID；交流电动机，变频调速系统，西门子G110工业变频器；VisualBASIC，MSComm。
AC Motor Closed-loop Speed Regulation System Based on STC12C5A60S2 MCU and PCLi Zhendong(Chengxian College of Southeast University，Nanjing，210032，China)Abstract：For the purpose of MCU and motor control comprehensive teaching for automation speciality，designed a three-phase asynchronous motor closed-loop variable frequency speed regulation system with STC12C5A60S2 1T high-speed MCU and PC．The System is divided into two parts of MCU and PC：lower computer takes STC12C5A60S2 as a core，uses on-chip A/D to realize speed set and feedback，exports analog voltage by D/A chip，controls SIEMENS industrial converter to carry out speed regulation；The high-speed characteristic of STC12C5A60S2 carries out the integration separation floating-point PID closed-loop control algorithm；the real-time motor speed is sent to upper computer PC by communication；programed PC by VisualBASIC and MSComm control to realize the speed real-time data acquisition and curve display．Keywords：1T MCU，STC12C5A60S2，TLC5615；open-loop，closed-loop，PID，integration separation floating-point PID；AC motor，variable frequency speed regulation system，SIEMENS G110 industrial frequency converter；VisualBASIC，MSComm．引言工业自动化控制系统中，交流异步电动机闭环变频系统有广泛用途，闭环系统的控制核心是PID控制规律通常可以在控制计算机中用软件实现，有利于融入各种改进控制算法，拥有很好的控制灵活性。
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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。
2.2.2 D/A转换模块
D/A转换模块的主要功能是将MCU输出的数字调制信号转换为模块波形。
DAC0832LCN是较为常用的8位数模转换芯片，具有并行数据输入、双锁存缓冲、精度高、速度快等特点，配合集成运算放大电路对波形进行转换和调整。
2.2.3中频调制模块
用MC1496P模拟乘法器搭建双边调幅电路，将DA转换后的调制信号用中频方波进行调制，从而产生2～12.5KHz中频SSD调制信号。
时域波形的包络由单片机数字调制信号确定，应用单片机进行数学函数就可以产生任意调制波形。
2.2.4功率放大模块
经实验强度在15～90mA的中频脉冲电流对治疗比较适宜，TDA7297是非常成熟的一款集成功率放大IC,具有功率大、效率高、频带宽、信噪比和性价比高等优点。
用TDA7297为核心芯片搭成功率放大模块，将SSD信号功率进行放大，并且使用数字电阻调节电路实现输出功率连续可调。
2.3单片机程序算法设计
2.3.1可调中频载波发生算法
中频载波是2～12KHz的方波信号，将单片定时器T1设置为1T/8位自动重装/定时/中断允许模式，这样调整T1的初值将中断脉冲从I/O输出，加之波形调整和放大电路就可以得到频率可调的中频脉冲信号，经推算定时器T1的初值和载波频率之间存在以下函数关系,中频信号频率调整分辨率为2.08Hz。
D_T1 = 0.48*f + 59056 (2.08<f<13497.9)
2.3.2可调低频调制信号发生算法
应用Matlab软件丰富的函数运算指令，生产三角、正弦、锯齿、指数、阶跃等函数单周期的函数值序列，采样间隔为1，采样点为256个，归一化到0～255之间，然后以短整数组格式保存为TXT文档。
将单片机定时器T0设置为1T/16位自动重装/定时/中断允许模式，这样调整T0的初值就可实现中断脉冲在0.042～210Hz之间可调，频率分辨率为0.042Hz。
调制信号频率与T0初值之间存在以下线性关系：
D_T0 = 23.37*F + 60622 （0.042<F<210）
3系统仿真与综合调试
3.1系统电路设计与定型
为提高系统设计效率、减低开发成本，采用了“电脑仿真+模块调试+整合定型”的设计思路。
首先，在Multisim 软件中搭建各个功能模块，待调试成功后进行整体仿真调试；然后根据仿真调试电路采购样片、制作电路模块实物、进行实物调试；最后根据实物调试的电路参数完成PCB和单片机程序定型。
3.2电路性能和参数检测
在软件仿真、模块调试和整机优化的各个阶段都密切监控系统关键参数，最终确保了系统电气参数特性达到设计标准，关键点信号波形如下图：
图2 系统关键点信号波形图
4总结
从系统整机硬件架构设计、单元设计、仿真调试、模块调试、整机设计到系统优化定型，经历了三个多月的风雨历程，最终完成了这台中频脉冲治疗仪的硬件电路和单片机程序设计。
经检测关键参数均达到预先设计的范围，较同类产品实现了控制精度更高、功能更全、人机交互更方便的目标。
往后我将在模式化治疗方案和极端条件下的安全性两个方面作进一步的研究和完善，努力将该设计方案转化面向商场的产品。
参考文献
【1】/link?url=cY6rlJQT78zLTncDF4Mn6L3XX91QuyTAlYLIp0id1yyn bkgl-VWPpwBOUpEBap-cLcNaEXav1r854AXqeVDa9q
【2】/link?url=NSP4Fn7NtRfYOsxUiUOxwS5ubHSkuOMy512zrqYqQ4jB BCBK1xMNc3CwUNaXJCkmLhzsllM6g9g5jfsAykR8HK。