一种多仪器同步刺激系统的制作方法

本实用新型涉及生物同步刺激器领域，特别涉及到一种用于生物刺激的多仪器同步刺激系统。

背景技术：

随着科学技术的发展，越来越多的实验仪器被应用在生理药理实验中来，以此深化对自然生命的理解。生理电刺激器是指可以向生物组织施加电刺激的设备，对研究对象或组织施加刺激后引起其生理变化，以此进行研究。电刺激器在生理药理实验领域处于重要地位，比如随着现代社会压力增大，神经性疾病发病率日益升高，电刺激惊厥实验是建立动物抑郁模型的重要方法；在进行动物行为学研究实验时，运用电信号刺激动物的某个部位，可以根据动物做出的反映，识别该部位的功能状态。

生物刺激器输出的刺激波形、刺激强度和刺激时间等参数，对同一状态的生物或组织都会产生不同的生理影响。比如不同电刺激波形对脂肪间充质干细胞定向排列有着很大影响；刺激频率的高低对生物状态有明显影响，频率很低时可以用来治疗生物组织，而频率大于临界值，对生物产生伤害甚至导致死亡。

动物对比实验方式，是在生理药理效价评定中常见的实验方式。因为市场上刺激器的局限性，现在进行对比实验时，都是设置好刺激参数后，分别对实验对象进行独立实验，这样的刺激方式效率低下且精确性不高。在多仪器同步刺激方案上，现有的无线网络中的同步触发控制方法，触发延时时长相比纯硬件触发时间较长，并且因为wifi网络而增大了信号不稳定的可能因素。市场上的刺激器在进行同步控制刺激时，必须有固定的主刺激器，一旦主刺激器发生故障，就无法实现多仪器同步刺激，给正常使用带来了诸多不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种多仪器同步刺激系统，以解决上述问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种多仪器同步刺激系统，包括单片机以及至少两个刺激器，刺激器包括信号输出模块，所述信号输出模块包括输出端子以及并联设置的下拉电阻和tvs管，每个信号输出模块的下拉电阻与tvs管并联的一端均与单片机的同一个i/o口相连，并联的一端还与其对应的输出端子相连，下拉电阻与tvs管并联的另一端均接地；相邻的两个刺激器的输出端子相连，输出端子用于对相邻两个刺激器分别进行信号输出和输入。

进一步的，所述刺激器有4个，所述输出端子为4端口接线端子，每个信号输出模块的下拉电阻与tvs管并联的一端均与其对应的输出端子的1号端和3号端相连，输出端子的2号端和4号端均接地；第1个刺激器的输出端子的3号端与第2个刺激器的输出端子的1号端相连，第1个刺激器的输出端子的4号端与第2个刺激器的输出端子的2号端相连；第2个刺激器的输出端子的3号端与第3个刺激器的输出端子的1号端相连，第2个刺激器的输出端子的4号端与第3个刺激器的输出端子的2号端相连；第3个刺激器的输出端子的3号端与第4个刺激器的输出端子的1号端相连，第3个刺激器的输出端子的4号端与第4个刺激器的输出端子的2号端相连。

进一步的，所述刺激器对应的i/o口均为外部中断模式，所有刺激器对应的i/o口并行连接，且为同步输入模式。

进一步的，所述刺激器的中断采用lpc1768的外部中断3方式，所述单片机的型号为lpc1768，所述信号输出模块与单片机相连的i/o口为p2.13。

进一步的，所述刺激器的信号输出模块之间通过杜邦线相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提出的生物刺激器同步方案可实现多仪器的同步刺激，通过硬件并行连接达到刺激时间同步的效果。在进行对比实验时，不需要将生物挨个刺激，而是同时刺激，提高了生物实验的效率，保证了实验的精确性，可以用于生物生理药理实验中的对比实验或其他需要采用同步电刺激器研究领域。

本实用新型在多仪器同步刺激时，没有固定的主机和从机，可以在任选一台刺激器作为本次方案的主刺激器；用杜邦线连接每个刺激器中信号输出模块的输出端子，相比于无线连接触发时长更短、同步精确度高、信号更稳定且不容易被干扰；在多刺激模式工作时，如果其中一台刺激器发生故障，不会影响其余刺激器的正常工作。

附图说明

图1为多仪器同步刺激方式整体工作示意图。

图2为本实用新型所述的信号输出模块的结构示意图。

图3为4台刺激器时的同步刺激连接方式图。

图4为本实用新型所述的单片机的引脚图。

图5为本实用新型所述的多仪器同步刺激系统的使用流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1～图5，本实用新型所述的一种多仪器同步刺激系统，包括单片机以及至少两个刺激器。刺激器包括信号输出模块，信号输出模块包括输出端子以及并联设置的下拉电阻和tvs管(瞬变电压抑制二极管)。每个信号输出模块的下拉电阻与tvs管并联的一端均与单片机的同一个i/o口相连，并联的一端还与其对应的输出端子相连。下拉电阻与tvs管并联的另一端均接地。相邻的两个刺激器的输出端子相连，输出端子用于对相邻两个刺激器分别进行信号输出和输入。

本实用新型所述的生物刺激器可以实现多仪器的同步刺激，在多仪器同步刺激时没有固定的主机和从机，即可以任选一刺激器作为主刺激器，没有固定主刺激器。每个刺激器共地，并采用单根线进行并行硬件连接，采用外部中断，超低延时，信号稳定且不易被干扰。在进行多台刺激器同步刺激时，若其中一台刺激器发生故障不工作，不会影响其他刺激器正常工作。

以4个刺激器同步刺激方案为例，即刺激器有4个，输出端子为4端口接线端子。每个信号输出模块的下拉电阻与tvs管并联的一端均与其对应的输出端子的1号端和3号端相连，输出端子的2号端和4号端的输入侧均接地。第1个刺激器的输出端子p5的3号端与第2个刺激器的输出端子p6的1号端相连，第1个刺激器的输出端子p5的4号端与第2个刺激器的输出端子p6的2号端相连。第2个刺激器的输出端子p6的3号端与第3个刺激器的输出端子p7的1号端相连，第2个刺激器的输出端子p6的4号端与第3个刺激器的输出端子p7的2号端相连。第3个刺激器的输出端子p7的3号端与第4个刺激器的输出端子p8的1号端相连，第3个刺激器的输出端子p7的4号端与第4个刺激器的输出端子p8的2号端相连。当然，多仪器同步刺激方案的刺激器至少为两个，且并不限于上述的4个。相邻的两个输出端子之间按上述连接方式依此类推进行连接，即当有n台刺激器时，将第1个刺激器的输出端子的3号端与第2个刺激器的输出端子的1号端相连，第1个刺激器的输出端子的4号端与第2个刺激器的输出端子的2号端相连，直至将第n-1个刺激器的输出端子的3号端与第n个刺激器的输出端子的1号端相连，第n-1个刺激器的输出端子的4号端与第n个刺激器的输出端子的2号端相连。

刺激器对应的i/o口均为外部中断模式，所有刺激器对应的i/o口并行连接，且为同步输入模式。

刺激器的信号输出模块之间通过杜邦线相连。用杜邦线连接每个刺激器的信号输出模块，相比于无线连接触发时长更短提高同步精确度、信号更稳定且不容易被干扰。

本实用新型使用时，当生物刺激器的控制模块接收到上位机发出的刺激参数指令后，由刺激模块产生刺激，在进行多刺激器同步工作时，由信号输出接口进行信号传递：信号输出保护模块由下拉电阻和输出端子构成，其中tvs管可防止单片机lpc1768受到瞬间脉冲的损害，进行静电保护；下拉电阻接地，tvs管保证i/o口在没有输入时保持低电平状态。输出端子采用4端口接线端子，可以对相邻两个刺激器分别进行信号输出和输入，并且达到共地效果。

本实用新型提供的用于生物刺激的多仪器同步刺激方案设计，可用于生理药理实验之中的对比实验和其他需要固定刺激参数的电刺激实验，具体步骤如下：

在确定每个设备可独立正常工作的前提下，将所有刺激器对应的i/o口进行并行连接，且所有i/o设置为输入模式，选择同步输入模式，每个刺激器对应的i/o口设置为上升沿外部中断模式；

任选一台刺激器，当开关动作执行时，将所对应的i/o口设置为i/o输出模式，且输出高电平，该刺激器成为此时的主刺激器。剩余的其他刺激器进行上升沿检测，当检测到上升沿输入时其他刺激器产生中断，即当检测到上升沿信号时，调用中断函数，产生外部中断响应，控制刺激器输出，实现同步刺激。

刺激器的中断采用lpc1768的外部中断3方式，单片机的型号为lpc1768，信号输出模块与单片机对应相连的i/o口为p2.13。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。