基于单片机的脉冲理疗仪设计

基于单片机的脉冲理疗仪设计内容摘要：

下图 37为显示电路。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 37 页 图 37 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。 ， ， 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， 和 、 、 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。 报警模块 下图 38为报警电路模块。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 37 页 图 38 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。 当单片机 置低时，即可实现声光报警。 升压电路 下图 39为升压 模块电路。 从 P13 端输入信号，经过 R6， C1进行整流滤波，再送入升压变压器，经过变压器后将升压降压，再输出脉冲信号。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 37 页 图 39 升压电路 系统硬件设计 系统硬件图 通过前面的单片机复位电路、晶振模块、电源模块、显示模块、报警模块、升压模块、按键模块组成了系统硬件图。 详情见附录三。 系统硬件分析 当系统通电后，电压接 +12V 到 LM7805 稳压管，输出 +5V 电压，通过 C5滤波，二极管 D4 为保护电路，通入单片机，然后单片机最小系统开始工作，首先单片机晶振电路工作， 12MHZ 的晶振连接到引脚 XTAL1 和 XTAL2，电容 C2 和 C4 分别并到两端， 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。 电阻 R6与电容 C3组成复位电路 ,按键 SW5 按下，输入高电平，复位电路工作。 显示电路 通过 7个 220 欧姆 和一个 330 欧姆 的电阻直接给数码管供电， 和 、 、 端口控制数码管的 千位、 百位、十位和个位的供电， 三极管 Q1， Q2， Q3， Q6，为驱动放大江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 14 页 共 37 页 的作用。 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。 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。 当单片机 置低时，即可实现声光报警。 按键电路共有四个按键，由单片机的 、 、 、 接入这四个按键， SW1 为设置按键，SW2 为确认按键， SW3 为减小按键， SW4为增大按键。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 15 页 共 37 页 第 4章 系统软件设计 系统软件设计原则 系统 软件 是一种不需要用户干预的程序集合，也控制和协调 计算机 和 外部设备 ，主要功能是调度，监控，维护计算机系统，负责管理计算机系统中各种独立的硬件才能协调工作。 所以，可以说 软件系统 是连接 需求分析 、 硬件系统 以及使得系统实现的桥梁，对软件的设计应首先了解软件设计的设计原则： ： 软件可靠性是指软件，可以避免失败的测试运行期间发生的能力，和失败的事件之后，逃生能力和故障排除。 ： 合理的要求，设计了软件，它具有良好的结构，完整的文档的科学方法，完备系统的性能。 ,程序简便。 :可测试性就是设计一个适当的数据 集合，用来测试所建立的系统，并保证系统得到全面的检验。 :在 结构上实现开放，基于业界开放式标准，符合国家和信息产业部的规范。 主程序设计流程图 总流程图如下图 41所示 ,从程序开始，进入显示，然后系统初始化，看按键是否按下，假如按键按下，则进入相关参数的设置，如不按下按键，则返回初始化，进入数据参数之后，下一步进入定时中断和显示端口，最后脉冲输出，如想重新设置，则返回系统初始化。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 16 页 共 37 页 图 41 主程序流程图 显示电路流程图 显示程序的过程为：显示开始时，先进行 LCD 的初始化，判断是否显示汉字或 ACSII码或图形，若不显示，则返回，若显示的是汉字或 ACSII 码， 相应的功能设置，和发送的地址和数据，然后决定是否显示完毕，完成显示的回报，没有出现继续发送地址 ，若显示的是图形，则先进行相应功能的设置，再送行地址和列地址，然后送数据，最后判断是否显示完，显示完则返回，没有显示完则继续送行地址和列地址。 其流程图如图 42所示。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 17 页 共 37 页 开 始设 置 堆 栈 指 针启 动 L C D 显 示 模 块将 光 标 移 动 第 一 行 第 一 列显 示 数 据将 光 标 移 动 第 二 行 第 一 列显 示 计 算 值循 环 图 42 显示模块流程图 键扫流程图设计 键扫程序的过程为：开始时，先判断是否有键闭合，无键闭合时，返回继续判断，有键闭合时，先去抖动， 然后确定是否按下任意键，如果没有键被按下，返回继续确定关键是封闭的，如果有键按下 ，则判断键号，然后释放，若释放按键完毕，则返回，若没有释放按键，则返回继续释放。 其流程图如图 43 所示。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 18 页 共 37 页 图 43 按键电路流程图 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 19 页 共 37 页 第 5章 系统调试与数据分析 软硬件电路制作与调试 第一步是要焊接单 片机的晶振电路和复位电路，做完了以后，首先不上电，用万用表检查是否有短接、断接和搭错线路等问题，使用数字万用表检查过后发现没有错焊、漏焊或虚焊。 之后就上电检测，检测的方法是看数码管上面有无显示，发现能够显示，则表示这部分没有问题了，紧接着进行下一步的硬件焊接工作。 第二步是从单片机选择四个端口焊接好四个按键，对角线进行焊接，一端接P2^0P2^3 端口，另一端连接接地。 单片机的四个按键都有自己的功能。 焊好后上电，通过数码管显示看按键是否正确，是否灵敏。 发现数码管可以正确的按键功能， 但是稍显迟钝，但经检查后并没有发现错误。 焊接报警电路时上电试验后发现蜂鸣器不工作，用万用表检查后发现三极管已坏，蜂鸣器不工作，重新焊接了一个三极管成功驱动了蜂鸣器的工作。 用万用表和示波器检测输出信号口，测的数据与要求的基本能符合。 软硬件功能分析 经过反复的调试与修改，基本实现了预定的功能，当通电后，数码管能正常显示时间，可以正常调节幅度，并达到预设报警时间时，自动报警。 江苏理工学院毕业设计说明书（论文） 第 20 页 共 37 页 结 论 本次毕业设计是对我们大学四年所学知识的一个检验，在本次设计 中，我发现了自己的不足，并通过自己思考，找资料和问指导教师，弥补了自己的缺陷。 也学到了自己在书本上所学不到的知识，并理解了以前在书本上所不理解的知识，自己动手才能把以前的知识和陌生的知识理解贯彻，实践出真理。 虽说理疗仪在生活中并不少见，但这次自己制作，让我深刻理解了它的。