關(guān)于嵌入式器件AT89C51SNDlC的電子治療儀開發(fā)與設(shè)計(jì)

通過對目前市場上電子治療儀的分析,在研究其電子治療儀工作原理及AT89C51SND1C的基礎(chǔ)上,提出了一種基于嵌入式器件AT89C51SND1C的電子治療儀設(shè)計(jì)方案,利用嵌入式器件89C51SND1C的MP3功能,產(chǎn)生中頻信號與音頻信號,并將二者進(jìn)行調(diào)制,通過放大、變壓器隔離,輸出到電極片上。

目前采用兩個電極片對稱覆蓋治療人體部位的電子治療儀，是通過電極片上的脈動電壓與治療人體部位電阻產(chǎn)生作用，在治療部位產(chǎn)生人體能夠感知的脈動電流，刺激神經(jīng)肌肉，使其收縮和舒張，產(chǎn)生運(yùn)動效應(yīng)，以達(dá)到治療目的。但目前市場上此類型治療儀產(chǎn)生的脈動電壓只有少數(shù)幾種，由于脈動電流頻率周期固定，如果某治療部位長期接受其脈動，就會產(chǎn)生抗療作用，引起自發(fā)性緊張，從而降低治療效果。為了解決這一問題，將MP3發(fā)出的隨機(jī)音樂信號引入治療儀，使音頻信號與2.4 kHz的中頻治療頻率進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生多種脈動電壓和頻率周期不斷變換的脈動電流。它們隨音樂信號起伏變化而發(fā)生作用，使患者一邊欣賞著喜歡的音樂一邊接受治療，分散注意力，緩解緊張情緒，從而有助于提高治療效果。

工作原理

基于嵌入式器件89C5lSNDlC的電子治療儀系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖l所示，分為信號產(chǎn)生與控制模塊、調(diào)頻輸出模塊、電源模塊3部分。

信號產(chǎn)生與控制模塊是由89C5lSNDlC單片機(jī)、海量存儲器、鍵盤、USB端口、液晶顯示、D/A轉(zhuǎn)換器、音頻放大等部分組成。當(dāng)治療儀的USB端口插入電腦的USB接口時，經(jīng)單片機(jī)檢測后執(zhí)行U盤功能，可將選好的MP3歌曲復(fù)制到U盤(治療儀)。當(dāng)治療儀的USB端口未插入電腦的USB接口時，治療儀可做為MP3播報器。通過功能鍵設(shè)置歌曲、治療時間、音量，通過啟動/停止鍵控制治療儀。治療時，單片機(jī)產(chǎn)生兩個反相的2.4 kHz中頻信號F中頻、F中頻和一個音頻信號F音頻，同時將存儲的MP3格式的歌曲解碼為音頻數(shù)字信號，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換放大器放大后，送至耳機(jī)或喇叭。

調(diào)頻輸出模塊是由調(diào)頻、放大、輸出劑量調(diào)整、輸出變壓器、電極片等部分組成。對兩路反相中頻信號和一路音頻信號進(jìn)行調(diào)頻，調(diào)頻后的信號經(jīng)放大后，由輸出變壓器隔離輸出脈沖電壓，通過電極片對稱覆蓋到人體的治療部位，人體會感知到隨音樂起伏變化的電流刺激。通過輸出劑量調(diào)整，滿足人體不同治療部位以及皮膚干濕度的不同所能承受感知電流的要求。

電源模塊可提供15 V、5 V、3.3 V系統(tǒng)工作電壓。當(dāng)治療儀的USB端口插入電腦USB接口時，單片機(jī)執(zhí)行U盤功能，由電腦USB接口提供+5 V的電源。治療時，治療儀的供電電源是由220 V的交流電源經(jīng)變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波產(chǎn)生。