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基于嵌入式器件AT89C51SNDlC的电子治疗仪设计

宣布时间:2015年10月30日 11:10    宣布者:designapp
要害词: AT89C51SNDlC , 电子治疗仪
  1 弁言
  现在接纳两个电极片对称笼罩治疗人体部位的电子治疗仪,是经由历程电极片上的脉动电压与治疗人体部位电阻发生作用,在治疗部位发生人体能够感知的脉动电流,慰藉神经肌肉,使其延伸和舒张,发生运动效应,以到达治疗目的。但现在市场上此类型治疗仪发生的脉动电压只需多数几种,由于脉动电流频率周期结实,假定某治疗部位耐久吸收其脉动,就会发生抗疗作用,惹起自觉性主要,从而降低治疗效果。为明确决这一效果,将MP3收回的随机音乐旌旗暗记引入治疗仪,使音频旌旗暗记与2.4 kHz的中频治疗频率阻拦调制,发生多种脉动电压和频率周期赓续变换的脉动电流。它们随音乐旌旗暗记升沉变换而发生作用,使患者一边鉴赏着喜欢的音乐一边吸收治疗,疏散重视力,减缓主要情绪,从而有助于前进治疗效果。
  现提出一种基于嵌入式器件AT89C5ISNDlC的电子治疗仪设计妄图,并外扩D/A、海量存储器、键盘、显示,完成基本的MP3功效;控制AT89C5lSNDlC发生音频及2.4 kHz中频旌旗暗记,接纳数字电路完成这两种旌旗暗记的调频,再经镌汰年夜后,由变压器隔离输入脉动治疗电压。
  2 使命原理
  基于嵌入式器件89C5lSNDlC的电子治疗仪系统硬件结构如图l所示,分为旌旗暗记发生与控制模块、调频输入模块、电源模块3部门。
  


  旌旗暗记发生与控制模块是由89C5lSNDlC单片机、海量存储器、键盘、USB端口、液晶显示、D/A转换器、音频镌汰年夜等部门组成。当治疗仪的USB端口拔出电脑的USB接口时,经单片机检测后推行U盘功效,可将选好的MP3歌曲复制到U盘(治疗仪)。当治疗仪的USB端口未拔出电脑的USB接口时,治疗仪可做为MP3播报器。经由历程功效键设置歌曲、治疗时间、音量,经由历程启动/阻拦键控制治疗仪。治疗时,单片机发生两个反相的2.4 kHz中频旌旗暗记F中频、F中频和一个音频旌旗暗记F音频,同时将存储的MP3名堂的歌曲解码为音频数字旌旗暗记,再经D/A转换镌汰年夜器镌汰年夜后,送至耳机或喇叭。
  调频输入模块是由调频、镌汰年夜、输入剂量调剂、输入变压器、电极片等部门组成。对两路反相中频旌旗暗记和一起音频旌旗暗记阻拦调频,调频后的旌旗暗记经镌汰年夜后,由输入变压器隔离输入脉冲电压,经由历程电极片对称笼罩到人体的治疗部位,人体会感知到随音乐升沉变换的电流慰藉。经由历程输入剂量调剂,知足人体不合治疗部位和皮肤干湿度的不合所能遭受感知电流的请求。
  电源模块可供应15 V、5 V、3.3 V系统使命电压。当治疗仪的USB端口拔出电脑USB接口时,单片机推行U盘功效,由电脑USB接口供应+5 V的电源。治疗时,治疗仪的供电电源是由220 V的交流电源经变压、整流、稳压、滤波发生。
  3 硬件系统设计
  3.1 MCU简介
  嵌入式器件AT89C5lSNDlC集CPU、MP3解码器、USB控制器等器件于一体。AT89C51SNDlC不只具有51系列单片机的控制功效,并可扩年夜为MP3及U盘,接纳PLCC封装,其外部结构框图如图2所示。
  


  AT89C5lSNDlC的P0、P1、P3端口功效与5l系列单片机相兼容,另外增添了8位的P4端口、4位的P5端口。时钟电路与复位电路毗连法与51系列单片机。
  首次应用该器件须要划分下载USB驱动法式模范模范、用户法式模范模范。在AT89C51SNDlC的64 KBROM中,地址FOOOH—FFFFH已异化好4K字节Boot Loader代码。出厂时,已将BLJB职位为1,这样上电后自动推行Boot Loader代码,期待从USB接口下载U盘驱动法式模范模范或用户法式模范模范目的代码。下载完成后,应不才载软件中将BIJJB职位为0,再次上电,自动推行用户法式模范模范。假定仍须要修改用户法式模范模范,可将ISP引脚置为低电平。则上电复位后,自动指导推行Boot Loader代码,期待更新用户法式模范模范。重新启动用户法式模范模范,应将ISP引脚置为高电平。
                  3.2 旌旗暗记发生与控制模块
  旌旗暗记发生与控制模块电路原理框图如图3所示。为完成MP3及U盘功效,AT89C51SNDlC单片机需外接一个NAND—Flash海量存储器,这里选用16 MB的K9F2808U0C,其数据线I/00~I/07接P0端口,控制线接P5端口。MP3音频解码输入旌旗暗记,而该单片机的DOUT、DLCK、DSEL、SCLK引脚接D/A转换器CS4330,经由镌汰年夜,输入到耳机收听MP3播放的歌曲。液晶屏接单片机的P2端口,与键盘相合营以显示以后治疗仪的使命状态。键盘上有4个按键,“音量/歌曲/准时”功效键接P1.0引脚,划分与P1.1引脚所接的“next”键和P1.2引脚所接的“previ—OHS”键相合营,完成音量调治、歌曲选定、治疗准时等功效设定;而“启动/阻拦”键接P1.3引脚。
  


  AT89C5lSNDlC单片机的P3.3引脚用于检测以后应用的是U盘照样MP3播放器。如将治疗仪的USB引线接到电脑的USB端口,P3.3引脚则检测到高电平,推行U盘法式模范模范,此时,单片机的使命电源来自于USB接口;否则,P3.3引脚检测到低电平,则推行MP3法式模范模范。中频旌旗暗记F中频、F中频和音频旌旗暗记F音频划分接AT89C5lSN—DlC单片机的P4.4、P4.5和DOUT引脚。
  3.3 调频输入模块
  调频输入模块电路原理图如图4所示。音频旌旗暗记F音频划分与中频旌旗暗记F中频和中频相调制,发生两个相位相反的调制波形,再经9013、8050、D880Y镌汰年夜后送至变压器的两个输入端。变压器中央抽头电压可经由历程毫安表所接的剂量调治电路阻拦调剂。47 kΩ电位器即剂量调治电位器,向下调则毫安表指导的电流变小,反之变年夜。变压器隔离输入电压变换与输入电压同步变换。输入电压经电极片与人体接触,在人体内发生感知电流。凭证理疗部位的不合和皮肤的干湿水平不合,人体的感知电流也纷歧样。理疗时须要调剂电位器,使理疗者感应温馨便可。
  


  3.4 电源模块
  治疗仪所需3.3 V、5 V、15 V的使命电压都来自于电源模块,其原理如图5所示。3.3 V电压可供应给嵌入式器件AT89C51SNDlC应用;5 V电压可供应给调频、镌汰年夜电路应用;15 V电压可供应给输入剂量调治电路。其中,5 V稳压接纳78L05,3.3 V稳压接纳LDll17S33。当应用U盘功效时,治疗仪的USB端口拔出电脑的USB接口,不接220 V的交流电源,单片机使命电压则由USB接口供应。
  

                  4 系统软件设计
  与硬件电路功效合营,系统软件设计流程如图6所示;键盘中止服务法式模范模范流程如图7所示。
  


  5 结语
  设计的便携装备电池监测系统应用可编程的电池电量监测芯片BQ27210和外部高集成处置赏罚赏罚器C805lF304完成了对电池电量、可应用时间、温度、电压等信息的实时监测,并经由历程I2C总线阻拦数据的传输处置赏罚赏罚,具有精度高,体积小,资源高等特点,现已应用于某些手持数据搜集装备。
               
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