便攜式電子防暈儀的設(shè)計(jì)

李 健，李志農(nóng)，汪潤桂（南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330063）

便攜式電子防暈儀的設(shè)計(jì)

李 健，李志農(nóng)，汪潤桂
（南昌航空大學(xué)無損檢測技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南昌 330063）

摘 要：設(shè)計(jì)一種基于單片機(jī)的便攜式電子防暈儀，其原理主要基于單片機(jī)、D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832、TL082來實(shí)現(xiàn)防暈與易攜帶，重點(diǎn)闡述了單片機(jī)主控制和脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路的硬件和軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：單片機(jī);DAC0832;電脈沖信號(hào)

1　引言

現(xiàn)在社會(huì)水平越來越發(fā)達(dá)，交通工具越來越便利，但確有大部分人都在受著暈車的困擾。基于此，人們開始著手電子治暈儀的研制，以解決暈車人的煩惱。暈車是由于人體內(nèi)耳前庭平衡感受器受到過度運(yùn)動(dòng)刺激，前庭器官產(chǎn)生過量生物電，影響了神經(jīng)中樞。而電子治暈儀主要是通過一種基于單片機(jī)脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生一種可調(diào)的脈沖信號(hào)，通過光耦合隔離后作用于人體。便攜式電子治暈儀的設(shè)計(jì)主要采用便攜式，攜帶十分方便，我們通過電刺激產(chǎn)生脈沖信號(hào)來達(dá)到，并且可以根據(jù)不同的人暈車程度的不一樣來設(shè)計(jì)檔位調(diào)節(jié)脈沖信號(hào)的寬度和頻率。

本文設(shè)計(jì)并制作出了一種基于單片機(jī)的電子治暈儀。該儀器的特色在于，除了具有現(xiàn)有的暈車治療儀功能外，還具有預(yù)防作用，原理簡單，便于隨身攜帶，使用者可以自行調(diào)節(jié)，操作簡單等優(yōu)勢(shì)。

2　現(xiàn)有研究

從國內(nèi)外文獻(xiàn)研究，現(xiàn)在電刺激常用的方法有：神經(jīng)肌肉電刺激療法（NMES），功能性電刺激療法（FES），經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法（TENS）。

2.1 神經(jīng)肌肉電刺激療法（NMES）

神經(jīng)肌肉電刺激療法是通過刺激神經(jīng)或肌肉群，使之主動(dòng)或被動(dòng)地節(jié)律性收縮，從而加強(qiáng)肌肉的血液循環(huán)，促進(jìn)神經(jīng)興奮及傳導(dǎo)功能恢復(fù)，延緩肌肉廢用性萎縮，加快神經(jīng)再生過程及運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的一種方法。

2.2 功能性電刺激療法（FES）

功能性電刺激是利用一定強(qiáng)度的低頻脈沖電流（100Hz以下，多用20～50Hz），通過預(yù)先設(shè)定的刺激程序來刺激一組或多組肌肉，從而誘發(fā)肌肉運(yùn)動(dòng)或模擬正常的肌肉自主運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到改善或恢復(fù)被刺激肌肉或肌群功能的一種治療方法。

2.3 經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法（TENS）

經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法又稱周圍神經(jīng)粗纖維電刺激療法，是將刺激電極置者皮膚表面，通過低頻脈沖電流刺激神經(jīng)纖維從而達(dá)到治療的目的一種治療方法。

基于上述的研究方法，我們可以知道，低頻脈沖電刺激法作為一種重要的物理理療手段，在臨床上已得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用并顯出良好效果，在臨床上將會(huì)越來越重要。

3　硬件電路的設(shè)計(jì)

3.1 硬件電路的設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)主要由電源模塊，脈沖信號(hào)發(fā)生模塊，鍵盤控制模塊和顯示模塊等四個(gè)模塊組成（圖1）。

（1）電源模塊電路主要有由變壓器和三端穩(wěn)壓集成電路LM7805組成，220V的交流經(jīng)過變壓器后變成12V的交流電，再通過LM7805穩(wěn)壓成正5V的直流電。此時(shí)5V的直流穩(wěn)壓電源給整個(gè)電路供電。

（2）脈沖信號(hào)發(fā)生模塊電路主要由單片機(jī)、DAC0832和TL082構(gòu)成,由單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，在由DAC0832進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，在經(jīng)過TL082放大處理后得到。

（3）鍵盤控制電路在這次設(shè)計(jì)中采用了四個(gè)獨(dú)立按鍵控制。一個(gè)按鍵選擇波形，；兩個(gè)按鍵用來調(diào)節(jié)信號(hào)的頻率以改變脈沖信號(hào)，兩個(gè)按鍵分別加減，還有一個(gè)按鍵用來TTL輸出。

（4）顯示電路使用LCD1602液晶進(jìn)行顯示。

4　軟件的設(shè)計(jì)

軟件部分用C語言在keil軟件中進(jìn)行編程，由主程序和子程序嵌套編程。

流程圖如圖2所示：

5　結(jié)語

本次設(shè)計(jì)的便攜式電子防暈儀是以STC89C52單片機(jī)為主控制器的，產(chǎn)生電脈沖信號(hào)，通過按鍵可調(diào)，液晶顯示。通過變壓器隔離后能夠安全作用于人體，而且體積小，便于隨身攜帶。本儀器能夠根據(jù)患者要求較好的調(diào)節(jié)波形和頻率，可調(diào)頻率范圍10-200HZ，能夠更好的使用于廣大群眾，具有很好的臨床價(jià)值。

參考文獻(xiàn):

[1]沙憲政,霍紀(jì)文.新一代低頻電治療儀研制[D].醫(yī)療設(shè)備信息,2003.

[2]AT89C51 DATA SHEEP Philips Semiconductors 1999.

[3]謝樹群,一種雙相恒流脈沖此刺激器的設(shè)計(jì)[D].

[4]余學(xué)飛.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)電子儀器原理與設(shè)計(jì)[M].華南理工大學(xué)出版社, 2007.

[5]鄧親愷.現(xiàn)代醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)原理[M].科學(xué)出版社,2004.