搜索
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JIANGSUUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业设计（论文）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PulsefieldsdesignbasedonsinglechipmicrocomputerAbstract：Thedesignforpulsefieldsdesignbasedonsinglechipmicrocomputer,includingsinglechipmicrocomputersystemmodule,displaymodule,alarmmodule,powersupplymodule,theboostermodule,keysmodule.Whenthesystemafterelectrify,setthephysicaltherapytime,amplitude,displayedontheLEDdigitaltube,whenphysicaltherapytimesettingtime,alarm,stopworkingfieldsandpulsestrengthaffectedbythedutyratio,thedutyratio,thegreatertheoutputintensity,thegreaterthepulsefieldsistheeffectofphysicalfactorsonhumanbody,makeithavebetterequipment.Thisdesignbasiccancompletethefunctionofthepulsephysicaltherapy,andeasyoperation,suitableforthegeneralpopulation.Keywords：Pulse；Amplitude；Physicaltherapy；Dutyratio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....................................................21.1课题的目的和意义..................................................21.2主要设计内容和要求...............................................2第2章方案论证................................................32.1方案论证..........................................................32.2系统各模块功能简述................................................4第3章系统硬件设计............................................63.1单片机控制模块的设计..............................................63.2单片机最小系统....................................................73.2.1单片机复位模块设计....................................................83.2.2单片机晶振模块设计....................................................93.3电源电路设计......................................................93.4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.........................................................123.8系统硬件设计.....................................................133.8.1系统硬件图...........................................................133.8.2系统硬件分析..........................................................13第4章系统软件设计...........................................154.1系统软件设计原则..................................................154.2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.....................................195.1软硬件电路制作与调试..............................................195.2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）第1页共37页序言电子技术，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]。江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第2页共37页第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。江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第3页共37页第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：江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第4页共37页图2-2FPGA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.报警模块江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第5页共37页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。江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第6页共37页第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3-1STC12C5A60S2的引脚图STC12C5A60S2的各引脚功能如表3-2所示：江苏理工学院毕业设计说明书（论文）第7页共37页表3-2STC12C5A60S2引脚功能表管脚名称管脚功能P0.0—P0.7(39—32)P0口是一个漏极开路型准双向I/O口。在访问外部存储器时，它是分时多路转换的地址(低8位)和数据总线，在访问期间激活了内部的上拉电阻。在EPROM编程时，它接收指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。P1.0—P1.7(1-8)P1口是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和程序验证时，它接收低8位地址。P2.0—P2.7(21-28)P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它