專利名稱：基于嵌入式系統磁電治療儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基于嵌入式系統磁電治療儀，特別是一種對人體生物磁場進 行消磁和理磁的磁電裝置，屬于醫療保健領域。
背景技術：
傳統的磁電治療儀或使用同樣工作原理的治療儀多采用模擬電路來實現，特別是 在驅動信號的振蕩頻率通常由NE555芯片和外圍電路來組成振蕩電路，采用NE555芯片的 方案成本低，但是存在不足1、其組成電路的振蕩頻率及占空比難以把握其一致性，因為該電路方案受到外圍 電路器件精度影響較大，更重要的是，其振蕩頻率很難做到根據實際需要進行調整，調整其 振蕩頻率要求改變外轉電路元件的參數，因此振蕩頻率的頻率范圍受到限制。2、在上述方案電路中主要采用電位器去調節熱治療頭的溫度，治療過程，操作者 只能用手去感覺熱探頭的溫度，判斷是否達到治療溫度，由一不同人或不同時刻對熱治療 頭溫度的感覺不一樣，造成治療效果產生差異，還有電位器的溫度調節會因為電位器電阻 的非線性，而產生溫度的非線性，給操作帶來不便。3、目前多數磁電治療儀采用一鍵多功能輸出的方式，當設備上電后各治療頭均開 始工作輸出，或受一個一茁壯成長的控制，無謂的增加了各治療頭的工作時間，從而降低各 治療頭的壽命，同樣，設備內部驅動電路也相應會降低其壽命。4、傳統的治療儀中沒有定時治療功能，因此影響了治療方案的選擇。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種基于嵌入式系統磁電治療儀，該治療儀 具有各個治療頭開關可控、可設定熱治療頭溫度、自動控制熱治療頭溫度、自動定時、溫度 顯示、定時顯示等功能。為解決以上問題，本實用新型的具體技術方案如下一種基于嵌入式系統磁電治 療儀，MEGA16L型單片機與驅動電路和顯示電路相連，將MEGA16L型單片機的控制信號輸入 到驅動電路和顯示電路中，其中驅動電路與治療頭接口相連，治療頭接口分別相連熱治療 頭電路、冷治療頭電路和感應治療頭；溫度采集電路、晶振電路、復位電路和仿真與下載電 路分別與單片機相連，向MEGA16L型單片機內輸入相應的信號，所述的溫度采集電路與熱 治療頭連接，將溫度信號傳輸給溫度采集電路；電源電路分別與溫度采集電路、MEGA16L型 單片機和驅動電路相連，為其提供電源。所述的驅動電路的結構為四個+24VLED電源分別通過電阻R37、R39、R41和R49 與四個發光二極管DS5、DS6、DS7、DS11的正極端連接，四個+24VLED電源還分別連接二極管 D7、D8、D9、D13的負極端連接；所述的熱治療頭電路中連接器Jl的1引腳通過電阻R38與 可恢復保險絲Fl的一端相連，可恢復保險絲Fl的另一端與二極管D7的正極和發光二極管 DS5的負極共同與驅動芯片U3的16引腳相連；所述的冷治療頭電路中連接器J2的5弓丨腳通過電阻R40與可恢復保險絲F2的一端相連，可恢復保險絲F2的另一端與二極管D8的正 極和發光二極管DS6的負極共同與驅動芯片U3的15引腳相連；所述的感應治療頭電路中 連接器J3的5引腳通過電阻R42與可恢復保險絲F3的一端相連，可恢復保險絲F3的另一 端與二極管D9正極和發光二極管DS7的負極共同與驅動芯片U3的14引腳相連；所述的熱 治療頭電路中芯片Jl的5引腳與二極管D13的正極和發光二極管DSll的負極共同與驅動 芯片U3的13引腳相連；驅動芯片U3的1 4引腳分別與MEGA16L型單片機的18、19、21、 4引腳對應連接；驅動芯片U3的8引腳與地連接，9引腳與+24VLED電源連接。所述的溫度采集電路的結構為電源+12V通過電阻Rl并列連接電解電容Cl、電 源基準芯片Tl、兩個串聯的電阻R2和R3，R3的另一端、電源基準芯片Tl的另一端和電解電 容Cl共同與地連接，電阻R2的另一端也與電源基準芯片Tl連接，電阻Rl的一端與MEGA16L 型單片機32引腳連接；MEGA16L型單片機32引腳經過電阻R7與熱治療頭電路中芯片Jl的 3引腳相連，并通過電阻R195與跳線JP2的2引腳相連，跳線JP2的引腳1與熱治療頭電 路中連接器Jl的4引腳相連并與地連接，熱治療頭電路中連接器Jl的4引腳經過電容C4 與R7的另一端和運算放大器U22的引腳3連接，運算放大器U22的引腳2與引腳1連接， 同時連接二極管Dl的正極、二極管D2的負極和MEGA16L型單片機40引腳，二極管Dl的負 極與MEGA16L型單片機32引腳連接，二極管D2的正極與地連接。所述的電源電路的結構為穩壓芯片WYl的1引腳經過電阻R56與+24V電源、電 阻R191和電解電容C27的正極相連，穩壓芯片WYl的3引腳與+12V、電解電容C29的正極 和獨石電容C30的一端相連，穩壓芯片WYl的2弓丨腳與電解電容C27的負極、電阻R191、電 解電容C29的另一端和獨石電容C30的兩一端相連，并與地連接。所述的顯示電路6的結構為七個八段數碼管LEDl LED7的引腳分別通過限 流電阻R79 R134與對應的移位寄存器芯片U8 U14的引腳連接，每個移位寄存器芯片 U8 U13的9引腳與下一個移位寄存器芯片的14引腳相串聯，其中移位寄存器芯片U8的 14引腳與MEGA16L型單片機2的6引腳相連；每個移位寄存器芯片U8 U14的11、12引 腳分別與MEGA16L型單片機2的7、8引腳相連。所述的熱治療頭電路7的結構為連接器Jl的引腳1與熱治療頭線圈51的一端 相連，其另一端與連接器Jl的引腳2和加熱絲52的一端相連，加熱絲52的另一端與連接 器Jl的引腳3相連；連接器Jl的引腳5與熱敏電阻53的一端相連，熱敏電阻53的另一端 與連接器Jl的引腳6連接。所述的冷治療頭電路8的結構為連接器J2的引腳3與引腳4共同連接冷治療頭 線圈61的一端，其另一端連接連接器J2的引腳5。所述的感應治療頭電路9的結構為連接器J3的引腳3與引腳4共同連接感應治 療頭線圈71的一端，其另一端連接連接器J3的引腳5。基于嵌入式系統磁電治療儀采用上述結構其優點為1、系統驅動振蕩頻率自動調節，產生相應PWM驅動信號；2、帶有熱治療頭溫度顯示，實時監測熱治療頭的溫度，并能根據環境溫度可能選 擇相應的補償，降低治療儀因為環境溫度的不同而產生的差異；3、各治療頭采用獨立控制方式，有獨立的開關啟動及停止治療頭工作；4、有定時治療功能，保證特殊治療方案的需要，通過定時治療，提高治療劑量和時間的準確性，以提高治療效果。以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細的說明


圖1是磁電治療儀的電路系統框圖；圖2是磁電治療儀的主控制電路原理圖；圖3是磁電治療儀的驅動電路原理圖；圖4是磁電治療儀的溫度采集電路原理圖；圖5是磁電治療儀的電源電路原理圖；圖6是磁電治療儀的顯示電路原理圖；圖7是磁電治療儀的熱治療頭電路原理圖。圖8是磁電治療儀的冷治療頭電路原理圖。圖9是磁電治療儀的感應治療頭電路原理圖。
圖10是磁電治療儀的工作流程圖。
具體實施方式
如
圖1所示，一種基于嵌入式系統磁電治療儀，MEGA16L型單片機2與驅動電路3 和顯示電路6相連，將MEGA16L型單片機2的控制信號輸入到驅動電路3和顯示電路6中， 其中驅動電路3與治療頭接口相連，治療頭接口分別相連熱治療頭電路7、冷治療頭電路8 和感應治療頭9;溫度采集電路4、晶振電路、復位電路和仿真與下載電路分別與單片機相 連，向MEGA16L型單片機2內輸入相應的信號，所述的溫度采集電路4與熱治療頭7連接， 將溫度信號傳輸給溫度采集電路4 ；電源電路5分別與溫度采集電路4、MEGA16L型單片機 2和驅動電路3相連，為其提供電源。如圖2所示，主控制電路完成整個電路系統的控制功能，單片機Ul為高性能、低功 耗的8位AVR微處理器，型號是MEGA16L，帶JATG 口功能，帶有雙8位定時\計數器，8路 獨立10位ADC功能，并可實現增益選擇的差分轉換，4路獨立PWM通道，MEGA16L單片機Ul 是本儀器的控制核心。復位電阻R23、復位二極管D5、復位電容C9、復位按鍵Sl連接，并于 MEGA16L單片機引腳9連接構成復位電路，保證了 MEGA16L單片機能夠可靠的復位。晶振 Y1、電容C15和電容C16連接，并于MEGA16L單片機的引腳12、13連接構成了的晶振電路， 給MEGA16L的運行提供時鐘。電感Ll將電源VCC濾波連接到MEGA16L單片機的引腳30管 腳，給MEGA16L單片機提供穩定的模擬電源，供芯片內部的AD轉換模塊使用。濾波電容ClO 和濾波電容C14分別與MEGA16L單片機的管腳30和32連接，使其內部的模擬電源和參考 電源更加穩定。MEGA16L單片機的IO連接各個系統的其他部分，實現溫度采集、鍵盤掃描、 顯示、控制等功能。如圖3所示，所述的驅動電路3的結構為四個+24VLED電源分別通過電阻R37、 R39、R41和R49與四個發光二極管DS5、DS6、DS7、DSll的正極端連接，四個+24VLED電源 還分別連接二極管D7、D8、D9、D13的負極端連接；所述的熱治療頭電路7中連接器Jl的1 引腳通過電阻R38與可恢復保險絲Fl的一端相連，可恢復保險絲Fl的另一端與二極管D7 的正極和發光二極管DS5的負極共同與驅動芯片U3的16引腳相連；所述的冷治療頭電路8中連接器J2的5引腳通過電阻R40與可恢復保險絲F2的一端相連，可恢復保險絲F2的 另一端與二極管D8的正極和發光二極管DS6的負極共同與驅動芯片U3的15引腳相連； 所述的感應治療頭電路9中連接器J3的5引腳通過電阻R42與可恢復保險絲F3的一端相 連，可恢復保險絲F3的另一端與二極管D9正極和發光二極管DS7的負極共同與驅動芯片 U3的14引腳相連；所述的熱治療頭電路7中芯片Jl的5引腳與二極管D13的正極和發光 二極管DSll的負極共同與驅動芯片U3的13引腳相連；驅動芯片U3的1 4引腳分別與 MEGA16L型單片機2的18、19、21、4引腳對應連接；驅動芯片U3的8引腳與地連接，9引腳 與+24VLED電源連接。驅動芯片U3(ULN2003)將MEGA16L管腳的控制信號轉換成熱頭、冷 頭、感應頭的線圈勵磁信號和熱頭的加熱信號，其中電阻R37、發光二極管DS5、電阻R39、發 光二極管DS6、電阻R41、發光二極管DS7、電阻R49和發光二極管DSl 1為治療頭線圈勵磁和 加熱的通電指示燈，二極管D7、D8、D9、D13為治療頭線圈的續流二極管，電阻R38、R40、R42 為治療頭線圈的限流電阻，可恢復保險絲F1、F2、F3為治療頭線圈的可恢復保險絲，防止電 流過大燒毀治療頭。如圖4所示，所述的溫度采集電路4的結構為電源+12V通過電阻Rl并列連接電 解電容Cl、電源基準芯片Tl、兩個串聯的電阻R2和R3，R3的另一端、電源基準芯片Tl的 另一端和電解電容Cl共同與地連接，電阻R2的另一端也與電源基準芯片Tl連接，電阻Rl 的一端與MEGA16L型單片機32引腳連接；MEGA16L型單片機32引腳經過電阻R7與熱治療 頭電路5中芯片Jl的3引腳相連，并通過電阻R195與跳線JP2的2引腳相連，跳線JP2的 引腳1與熱治療頭電路7中連接器Jl的4引腳相連并與地連接，熱治療頭電路7中連接器 Jl的4引腳經過電容C4與R7的另一端和運算放大器U22(LM358)的引腳3連接，運算放 大器U22(LM358)的引腳2與引腳1連接，同時連接二極管Dl的正極、二極管D2的負極和 MEGA16L型單片機40引腳，二極管Dl的負極與MEGA16L型單片機32引腳連接，二極管D2 的正極與地連接。電阻R1、R2、R3，電源基準芯片Tl和電解電容Cl將+12V電源電壓轉換成 穩定的AREFl (+5V)電壓為溫度檢測系統供電，電阻R7為IOK高精度電阻，與熱治療頭中的 熱敏電阻53串聯對AREFl (+5V)分壓，由于熱敏電阻會根據溫度的不同而呈現不同的阻值， 因此分壓的電壓值也不同，該電壓經運算放大器U22電壓跟隨器進入MEGA16L型單片機40 引腳的AD轉換接口，MEGA16L單片機內部程序查表計算可得熱治療頭當前的溫度。二極管 Dl、D2為MEGA16L單片機的AD輸入的保護二極管，對AD輸入電壓進行鉗位，防止MEGA16L 單片機燒毀。如圖5所示，所述的電源電路5的結構為穩壓芯片WYl的1引腳經過電阻R56與 +24V電源、電阻R191和電解電容C27的正極相連，穩壓芯片WYl的3引腳與+12V、電解電 容C29的正極和獨石電容C30的一端相連，穩壓芯片WYl的2引腳與電解電容C27的負極、 電阻R191、電解電容C29的另一端和獨石電容C30的兩一端相連，并與地連接。電路中的 +24V、+5V直接來自開關電源，穩壓芯片WYl將+24V轉換為+12V。其中+24V、+5V直接來自 開關電源，穩壓芯片WYl將+24V轉換為+12V，電解電容C27、C29和獨石電容C30為濾波電 容，為電源進行濾波，電阻R56為分壓電阻進行分壓作用。如圖6所示，所述的顯示電路6的結構為七個八段數碼管LEDl LED7的引腳分 別通過限流電阻R79 R134與對應的移位寄存器芯片U8 U14的引腳連接，該移位寄存 器的型號為74HC595，每個以為芯片U8 U13的9引腳與下一個移位寄存器芯片的14引腳相串聯，其中移位寄存器芯片U8的14引腳與MEGA16L型單片機1的6引腳相連；每個移位 寄存器芯片U8 U14的11、12引腳分別與MEGA16L型單片機1的7、8引腳相連。移位寄 存器芯片U8 U14為8位移位寄存器，型號為74HC595，具有數據鎖存功能，采用該芯片的 級連方式，每一片移位寄存器對應一支LED，MEGA16L單片機通過IO將SERA、SRCLKA、RCLKA 三種信號依次打入移位寄存器芯片，全部打入完畢之后進行數據顯示。如圖7所示，所述的熱治療頭電路7的結構為連接器Jl的引腳1與熱治療頭線 圈51的一端相連，其另一端與連接器Jl的引腳2和加熱絲52的一端相連，加熱絲52的另 一端與連接器Jl的引腳3相連；連接器Jl的引腳5與熱敏電阻53的一端相連，熱敏電阻 53的另一端與連接器Jl的引腳6連接。如圖8所示，所述的冷治療頭電路6的結構為連接器J2的引腳3與引腳4共同 連接冷治療頭線圈61的一端，其另一端連接連接器J2的引腳5。如圖9所示，所述的感應治療頭電路7的結構為連接器J3的引腳3與引腳4共 同連接感應治療頭線圈71的一端，其另一端連接連接器J3的引腳5。如
圖10所示，基于嵌入式系統磁電治療儀的工作過程為啟動儀器，程序開始，進 行AD初始化、I/O初始化、AD轉換、修正測量值和溫度報警燈控制，然后程序檢測是否啟動 工作，如果否，則前面板掉電，標志位處理后返回到AD轉化；如果啟動工作為是，則檢測熱 頭按鍵、冷頭按鍵、感應頭按鍵和時間按鍵，然后顯示數據進行更新，再進行顯示，監控熱頭 是否工作，如果是，加熱、脈沖控制然后進入檢測冷頭是否工作，如果否，直接進入檢測冷頭 是否工作，冷頭工作為是，進行脈沖控制，然后進入監控感應頭是否工作，如果冷頭工作為 否，則直接進入監控感應頭是否工作，如果感應頭工作為是，則進行脈沖控制，如果感應頭 工作為否，這返回到AD轉換。本治療儀是通過治療頭作用于人體與視力相關的各個穴位，在磁力線以及熱治療 頭的熱輻作用于人體體表穴位處，用磁力線刺激傳導神經，促進眼球肌群血液循環和微循 環暢通，促進細胞的新陳代謝，加快了營養吸收、細胞的分裂生長，使各種眼疾及時修復治 療，能使近視患者的視力提高，治療有效率和治愈率較高。
權利要求一種基于嵌入式系統磁電治療儀，其特征在于MEGA16L型單片機(2)與驅動電路(3)和顯示電路(6)相連，將MEGA16L型單片機(2)的控制信號輸入到驅動電路(3)和顯示電路(6)中，其中驅動電路(3)與治療頭接口相連，治療頭接口分別相連熱治療頭電路(7)、冷治療頭電路(8)和感應治療頭(9)；溫度采集電路(4)、晶振電路、復位電路和仿真與下載電路分別與單片機相連，向MEGA16L型單片機(2)內輸入相應的信號，所述的溫度采集電路(4)與熱治療頭(7)連接，將溫度信號傳輸給溫度采集電路(4)；電源電路(5)分別與溫度采集電路(4)、MEGA16L型單片機(5)和驅動電路(3)相連，為其提供電源。
2.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的驅動電路(3)的結構為四個 +24VLED電源分別通過電阻R37、R39、R41和R49與四個發光二極管DS5、DS6、DS7、DSll的 正極端連接，四個+24VLED電源還分別連接二極管D7、D8、D9、D13的負極端連接；所述的熱 治療頭電路(7)中連接器Jl的1引腳通過電阻R38與可恢復保險絲Fl的一端相連，可恢 復保險絲Fl的另一端與二極管D7的正極和發光二極管DS5的負極共同與驅動芯片U3的 16引腳相連；所述的冷治療頭電路(8)中連接器J2的5引腳通過電阻R40與可恢復保險 F2的一端相連，可恢復保險絲F2的另一端與二極管D8的正極和發光二極管DS6的負極共 同與驅動芯片U3的15引腳相連；所述的感應治療頭電路(9)中連接器J3的5引腳通過電 阻R42與可恢復保險絲F3的一端相連，可恢復保險絲F3的另一端與二極管D9正極和發光 二極管DS7的負極共同與驅動芯片U3的14引腳相連；所述的熱治療頭電路(7)中芯片Jl 的5引腳與二極管D13的正極和發光二極管DSll的負極共同與驅動芯片U3的13引腳相 連；驅動芯片U3的1 4引腳分別與MEGA16L型單片機(2)的18、19、21、4引腳對應連接； 驅動芯片U3的8引腳與地連接，9引腳與+24VLED電源連接。
3.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的溫度采集電路(4)的結構為電源 +12V通過電阻Rl并列連接電解電容Cl、電源基準芯片Tl、兩個串聯的電阻R2和R3，R3的 另一端、電源基準芯片Tl的另一端和電解電容Cl共同與地連接，電阻R2的另一端也與電 源基準芯片Tl連接，電阻Rl的一端與MEGA16L型單片機(2)32引腳連接；MEGA16L型單片 機(2)32引腳經過電阻R7與熱治療頭電路(7)中芯片Jl的3弓丨腳相連，并通過電阻R195 與跳線JP2的2引腳相連，跳線JP2的引腳1與熱治療頭電路(7)中連接器Jl的4引腳相 連并與地連接，熱治療頭電路(7)中連接器Jl的4引腳經過電容C4與R7的另一端和運算 放大器U22的引腳3連接，運算放大器U22的引腳2與引腳1連接，同時連接二極管Dl的 正極、二極管D2的負極和MEGA16L型單片機(2)40引腳，二極管Dl的負極與MEGA16L型單 片機(2)32引腳連接，二極管D2的正極與地連接。
4.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的電源電路(5)的結構為穩壓芯片 WYl的1引腳經過電阻R56與+24V電源、電阻R191和電解電容C27的正極相連，穩壓芯片 WYl的3引腳與+12V、電解電容C29的正極和獨石電容C30的一端相連，穩壓芯片WYl的2 引腳與電解電容C27的負極、電阻R191、電解電容C29的另一端和獨石電容C30的兩一端相 連，并與地連接。
5.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的顯示電路(6)的結構為七個八段 數碼管LEDl LED7的引腳分別通過限流電阻R79 R134與對應的移位寄存器芯片U8 U14的引腳連接，每個移位寄存器芯片U8 U13的9引腳與下一個移位寄存器芯片的14引 腳相串聯，其中移位寄存器芯片U8的14引腳與MEGA16L型單片機⑵的6引腳相連；每個移位寄存器芯片U8 U14的11、12引腳分別與MEGA16L型單片機(2)的7、8引腳相連。
6.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的熱治療頭電路(7)的結構為連接 器Jl的引腳1與熱治療頭線圈(51)的一端相連，其另一端與連接器Jl的引腳2和加熱絲 (52)的一端相連，加熱絲(52)的另一端與連接器Jl的引腳3相連；連接器Jl的引腳5與 熱敏電阻(53)的一端相連，熱敏電阻(53)的另一端與連接器Jl的引腳6連接。
7.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的冷治療頭電路⑶的結構為連接 器J2的引腳3與引腳4共同連接冷治療頭線圈(61)的一端，其另一端連接連接器J2的引 腳5。
8.如權利要求1所述的治療儀，其特征在于所述的感應治療頭電路(9)的結構為連 接器J3的引腳3與引腳4共同連接感應治療頭線圈(71)的一端，其另一端連接連接器J3 的引腳5。
專利摘要本實用新型涉及一種基于嵌入式系統磁電治療儀，單片機與驅動電路和顯示電路相連，將單片機的控制信號輸入到驅動電路和顯示電路中，其中驅動電路與治療頭接口相連，治療頭接口分別相連熱治療頭電路、冷治療頭電路和感應治療頭；溫度采集電路、鍵盤掃描電路、晶振電路、復位電路和仿真與下載電路分別與單片機相連，輸入相應的信號，所述的溫度采集電路與熱治療頭連接，將溫度信號傳輸給溫度采集電路；電源電路分別與溫度采集電路、單片機和驅動電路相連，為其提供電源。該治療儀具有可自動控制溫度、自動定時、溫度顯示、定時顯示等功能，通過治療頭作用于人體與視力相關的各個穴位，使各種眼疾及時修復治療，能使近視患者的視力提高。
文檔編號A61F9/00GK201692507SQ20102023552
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者姜振平 申請人:姜振平