专利名称：基于嵌入式系统磁电治疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于嵌入式系统磁电治疗仪，特别是一种对人体生物磁场进 行消磁和理磁的磁电装置，属于医疗保健领域。
背景技术：
传统的磁电治疗仪或使用同样工作原理的治疗仪多采用模拟电路来实现，特别是 在驱动信号的振荡频率通常由NE555芯片和外围电路来组成振荡电路，采用NE555芯片的 方案成本低，但是存在不足1、其组成电路的振荡频率及占空比难以把握其一致性，因为该电路方案受到外围 电路器件精度影响较大，更重要的是，其振荡频率很难做到根据实际需要进行调整，调整其 振荡频率要求改变外转电路元件的参数，因此振荡频率的频率范围受到限制。2、在上述方案电路中主要采用电位器去调节热治疗头的温度，治疗过程，操作者 只能用手去感觉热探头的温度，判断是否达到治疗温度，由一不同人或不同时刻对热治疗 头温度的感觉不一样，造成治疗效果产生差异，还有电位器的温度调节会因为电位器电阻 的非线性，而产生温度的非线性，给操作带来不便。3、目前多数磁电治疗仪采用一键多功能输出的方式，当设备上电后各治疗头均开 始工作输出，或受一个一茁壮成长的控制，无谓的增加了各治疗头的工作时间，从而降低各 治疗头的寿命，同样，设备内部驱动电路也相应会降低其寿命。4、传统的治疗仪中没有定时治疗功能，因此影响了治疗方案的选择。
发明内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于嵌入式系统磁电治疗仪，该治疗仪 具有各个治疗头开关可控、可设定热治疗头温度、自动控制热治疗头温度、自动定时、温度 显示、定时显示等功能。为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下一种基于嵌入式系统磁电治 疗仪，MEGA16L型单片机与驱动电路和显示电路相连，将MEGA16L型单片机的控制信号输入 到驱动电路和显示电路中，其中驱动电路与治疗头接口相连，治疗头接口分别相连热治疗 头电路、冷治疗头电路和感应治疗头；温度采集电路、晶振电路、复位电路和仿真与下载电 路分别与单片机相连，向MEGA16L型单片机内输入相应的信号，所述的温度采集电路与热 治疗头连接，将温度信号传输给温度采集电路；电源电路分别与温度采集电路、MEGA16L型 单片机和驱动电路相连，为其提供电源。所述的驱动电路的结构为四个+24VLED电源分别通过电阻R37、R39、R41和R49 与四个发光二极管DS5、DS6、DS7、DS11的正极端连接，四个+24VLED电源还分别连接二极管 D7、D8、D9、D13的负极端连接；所述的热治疗头电路中连接器Jl的1引脚通过电阻R38与 可恢复保险丝Fl的一端相连，可恢复保险丝Fl的另一端与二极管D7的正极和发光二极管 DS5的负极共同与驱动芯片U3的16引脚相连；所述的冷治疗头电路中连接器J2的5弓丨脚通过电阻R40与可恢复保险丝F2的一端相连，可恢复保险丝F2的另一端与二极管D8的正 极和发光二极管DS6的负极共同与驱动芯片U3的15引脚相连；所述的感应治疗头电路中 连接器J3的5引脚通过电阻R42与可恢复保险丝F3的一端相连，可恢复保险丝F3的另一 端与二极管D9正极和发光二极管DS7的负极共同与驱动芯片U3的14引脚相连；所述的热 治疗头电路中芯片Jl的5引脚与二极管D13的正极和发光二极管DSll的负极共同与驱动 芯片U3的13引脚相连；驱动芯片U3的1 4引脚分别与MEGA16L型单片机的18、19、21、 4引脚对应连接；驱动芯片U3的8引脚与地连接，9引脚与+24VLED电源连接。所述的温度采集电路的结构为电源+12V通过电阻Rl并列连接电解电容Cl、电 源基准芯片Tl、两个串联的电阻R2和R3，R3的另一端、电源基准芯片Tl的另一端和电解电 容Cl共同与地连接，电阻R2的另一端也与电源基准芯片Tl连接，电阻Rl的一端与MEGA16L 型单片机32引脚连接；MEGA16L型单片机32引脚经过电阻R7与热治疗头电路中芯片Jl的 3引脚相连，并通过电阻R195与跳线JP2的2引脚相连，跳线JP2的引脚1与热治疗头电 路中连接器Jl的4引脚相连并与地连接，热治疗头电路中连接器Jl的4引脚经过电容C4 与R7的另一端和运算放大器U22的引脚3连接，运算放大器U22的引脚2与引脚1连接， 同时连接二极管Dl的正极、二极管D2的负极和MEGA16L型单片机40引脚，二极管Dl的负 极与MEGA16L型单片机32引脚连接，二极管D2的正极与地连接。所述的电源电路的结构为稳压芯片WYl的1引脚经过电阻R56与+24V电源、电 阻R191和电解电容C27的正极相连，稳压芯片WYl的3引脚与+12V、电解电容C29的正极 和独石电容C30的一端相连，稳压芯片WYl的2弓丨脚与电解电容C27的负极、电阻R191、电 解电容C29的另一端和独石电容C30的两一端相连，并与地连接。所述的显示电路6的结构为七个八段数码管LEDl LED7的引脚分别通过限 流电阻R79 R134与对应的移位寄存器芯片U8 U14的引脚连接，每个移位寄存器芯片 U8 U13的9引脚与下一个移位寄存器芯片的14引脚相串联，其中移位寄存器芯片U8的 14引脚与MEGA16L型单片机2的6引脚相连；每个移位寄存器芯片U8 U14的11、12引 脚分别与MEGA16L型单片机2的7、8引脚相连。所述的热治疗头电路7的结构为连接器Jl的引脚1与热治疗头线圈51的一端 相连，其另一端与连接器Jl的引脚2和加热丝52的一端相连，加热丝52的另一端与连接 器Jl的引脚3相连；连接器Jl的引脚5与热敏电阻53的一端相连，热敏电阻53的另一端 与连接器Jl的引脚6连接。所述的冷治疗头电路8的结构为连接器J2的引脚3与引脚4共同连接冷治疗头 线圈61的一端，其另一端连接连接器J2的引脚5。所述的感应治疗头电路9的结构为连接器J3的引脚3与引脚4共同连接感应治 疗头线圈71的一端，其另一端连接连接器J3的引脚5。基于嵌入式系统磁电治疗仪采用上述结构其优点为1、系统驱动振荡频率自动调节，产生相应PWM驱动信号；2、带有热治疗头温度显示，实时监测热治疗头的温度，并能根据环境温度可能选 择相应的补偿，降低治疗仪因为环境温度的不同而产生的差异；3、各治疗头采用独立控制方式，有独立的开关启动及停止治疗头工作；4、有定时治疗功能，保证特殊治疗方案的需要，通过定时治疗，提高治疗剂量和时间的准确性，以提高治疗效果。以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步详细的说明
图1是磁电治疗仪的电路系统框图；图2是磁电治疗仪的主控制电路原理图；图3是磁电治疗仪的驱动电路原理图；图4是磁电治疗仪的温度采集电路原理图；图5是磁电治疗仪的电源电路原理图；图6是磁电治疗仪的显示电路原理图；图7是磁电治疗仪的热治疗头电路原理图。图8是磁电治疗仪的冷治疗头电路原理图。图9是磁电治疗仪的感应治疗头电路原理图。
图10是磁电治疗仪的工作流程图。
具体实施方式
如
图1所示，一种基于嵌入式系统磁电治疗仪，MEGA16L型单片机2与驱动电路3 和显示电路6相连，将MEGA16L型单片机2的控制信号输入到驱动电路3和显示电路6中， 其中驱动电路3与治疗头接口相连，治疗头接口分别相连热治疗头电路7、冷治疗头电路8 和感应治疗头9;温度采集电路4、晶振电路、复位电路和仿真与下载电路分别与单片机相 连，向MEGA16L型单片机2内输入相应的信号，所述的温度采集电路4与热治疗头7连接， 将温度信号传输给温度采集电路4 ；电源电路5分别与温度采集电路4、MEGA16L型单片机 2和驱动电路3相连，为其提供电源。如图2所示，主控制电路完成整个电路系统的控制功能，单片机Ul为高性能、低功 耗的8位AVR微处理器，型号是MEGA16L，带JATG 口功能，带有双8位定时\计数器，8路 独立10位ADC功能，并可实现增益选择的差分转换，4路独立PWM通道，MEGA16L单片机Ul 是本仪器的控制核心。复位电阻R23、复位二极管D5、复位电容C9、复位按键Sl连接，并于 MEGA16L单片机引脚9连接构成复位电路，保证了 MEGA16L单片机能够可靠的复位。晶振 Y1、电容C15和电容C16连接，并于MEGA16L单片机的引脚12、13连接构成了的晶振电路， 给MEGA16L的运行提供时钟。电感Ll将电源VCC滤波连接到MEGA16L单片机的引脚30管 脚，给MEGA16L单片机提供稳定的模拟电源，供芯片内部的AD转换模块使用。滤波电容ClO 和滤波电容C14分别与MEGA16L单片机的管脚30和32连接，使其内部的模拟电源和参考 电源更加稳定。MEGA16L单片机的IO连接各个系统的其他部分，实现温度采集、键盘扫描、 显示、控制等功能。如图3所示，所述的驱动电路3的结构为四个+24VLED电源分别通过电阻R37、 R39、R41和R49与四个发光二极管DS5、DS6、DS7、DSll的正极端连接，四个+24VLED电源 还分别连接二极管D7、D8、D9、D13的负极端连接；所述的热治疗头电路7中连接器Jl的1 引脚通过电阻R38与可恢复保险丝Fl的一端相连，可恢复保险丝Fl的另一端与二极管D7 的正极和发光二极管DS5的负极共同与驱动芯片U3的16引脚相连；所述的冷治疗头电路8中连接器J2的5引脚通过电阻R40与可恢复保险丝F2的一端相连，可恢复保险丝F2的 另一端与二极管D8的正极和发光二极管DS6的负极共同与驱动芯片U3的15引脚相连； 所述的感应治疗头电路9中连接器J3的5引脚通过电阻R42与可恢复保险丝F3的一端相 连，可恢复保险丝F3的另一端与二极管D9正极和发光二极管DS7的负极共同与驱动芯片 U3的14引脚相连；所述的热治疗头电路7中芯片Jl的5引脚与二极管D13的正极和发光 二极管DSll的负极共同与驱动芯片U3的13引脚相连；驱动芯片U3的1 4引脚分别与 MEGA16L型单片机2的18、19、21、4引脚对应连接；驱动芯片U3的8引脚与地连接，9引脚 与+24VLED电源连接。驱动芯片U3(ULN2003)将MEGA16L管脚的控制信号转换成热头、冷 头、感应头的线圈励磁信号和热头的加热信号，其中电阻R37、发光二极管DS5、电阻R39、发 光二极管DS6、电阻R41、发光二极管DS7、电阻R49和发光二极管DSl 1为治疗头线圈励磁和 加热的通电指示灯，二极管D7、D8、D9、D13为治疗头线圈的续流二极管，电阻R38、R40、R42 为治疗头线圈的限流电阻，可恢复保险丝F1、F2、F3为治疗头线圈的可恢复保险丝，防止电 流过大烧毁治疗头。如图4所示，所述的温度采集电路4的结构为电源+12V通过电阻Rl并列连接电 解电容Cl、电源基准芯片Tl、两个串联的电阻R2和R3，R3的另一端、电源基准芯片Tl的 另一端和电解电容Cl共同与地连接，电阻R2的另一端也与电源基准芯片Tl连接，电阻Rl 的一端与MEGA16L型单片机32引脚连接；MEGA16L型单片机32引脚经过电阻R7与热治疗 头电路5中芯片Jl的3引脚相连，并通过电阻R195与跳线JP2的2引脚相连，跳线JP2的 引脚1与热治疗头电路7中连接器Jl的4引脚相连并与地连接，热治疗头电路7中连接器 Jl的4引脚经过电容C4与R7的另一端和运算放大器U22(LM358)的引脚3连接，运算放 大器U22(LM358)的引脚2与引脚1连接，同时连接二极管Dl的正极、二极管D2的负极和 MEGA16L型单片机40引脚，二极管Dl的负极与MEGA16L型单片机32引脚连接，二极管D2 的正极与地连接。电阻R1、R2、R3，电源基准芯片Tl和电解电容Cl将+12V电源电压转换成 稳定的AREFl (+5V)电压为温度检测系统供电，电阻R7为IOK高精度电阻，与热治疗头中的 热敏电阻53串联对AREFl (+5V)分压，由于热敏电阻会根据温度的不同而呈现不同的阻值， 因此分压的电压值也不同，该电压经运算放大器U22电压跟随器进入MEGA16L型单片机40 引脚的AD转换接口，MEGA16L单片机内部程序查表计算可得热治疗头当前的温度。二极管 Dl、D2为MEGA16L单片机的AD输入的保护二极管，对AD输入电压进行钳位，防止MEGA16L 单片机烧毁。如图5所示，所述的电源电路5的结构为稳压芯片WYl的1引脚经过电阻R56与 +24V电源、电阻R191和电解电容C27的正极相连，稳压芯片WYl的3引脚与+12V、电解电 容C29的正极和独石电容C30的一端相连，稳压芯片WYl的2引脚与电解电容C27的负极、 电阻R191、电解电容C29的另一端和独石电容C30的两一端相连，并与地连接。电路中的 +24V、+5V直接来自开关电源，稳压芯片WYl将+24V转换为+12V。其中+24V、+5V直接来自 开关电源，稳压芯片WYl将+24V转换为+12V，电解电容C27、C29和独石电容C30为滤波电 容，为电源进行滤波，电阻R56为分压电阻进行分压作用。如图6所示，所述的显示电路6的结构为七个八段数码管LEDl LED7的引脚分 别通过限流电阻R79 R134与对应的移位寄存器芯片U8 U14的引脚连接，该移位寄存 器的型号为74HC595，每个以为芯片U8 U13的9引脚与下一个移位寄存器芯片的14引脚相串联，其中移位寄存器芯片U8的14引脚与MEGA16L型单片机1的6引脚相连；每个移位 寄存器芯片U8 U14的11、12引脚分别与MEGA16L型单片机1的7、8引脚相连。移位寄 存器芯片U8 U14为8位移位寄存器，型号为74HC595，具有数据锁存功能，采用该芯片的 级连方式，每一片移位寄存器对应一支LED，MEGA16L单片机通过IO将SERA、SRCLKA、RCLKA 三种信号依次打入移位寄存器芯片，全部打入完毕之后进行数据显示。如图7所示，所述的热治疗头电路7的结构为连接器Jl的引脚1与热治疗头线 圈51的一端相连，其另一端与连接器Jl的引脚2和加热丝52的一端相连，加热丝52的另 一端与连接器Jl的引脚3相连；连接器Jl的引脚5与热敏电阻53的一端相连，热敏电阻 53的另一端与连接器Jl的引脚6连接。如图8所示，所述的冷治疗头电路6的结构为连接器J2的引脚3与引脚4共同 连接冷治疗头线圈61的一端，其另一端连接连接器J2的引脚5。如图9所示，所述的感应治疗头电路7的结构为连接器J3的引脚3与引脚4共 同连接感应治疗头线圈71的一端，其另一端连接连接器J3的引脚5。如
图10所示，基于嵌入式系统磁电治疗仪的工作过程为启动仪器，程序开始，进 行AD初始化、I/O初始化、AD转换、修正测量值和温度报警灯控制，然后程序检测是否启动 工作，如果否，则前面板掉电，标志位处理后返回到AD转化；如果启动工作为是，则检测热 头按键、冷头按键、感应头按键和时间按键，然后显示数据进行更新，再进行显示，监控热头 是否工作，如果是，加热、脉冲控制然后进入检测冷头是否工作，如果否，直接进入检测冷头 是否工作，冷头工作为是，进行脉冲控制，然后进入监控感应头是否工作，如果冷头工作为 否，则直接进入监控感应头是否工作，如果感应头工作为是，则进行脉冲控制，如果感应头 工作为否，这返回到AD转换。本治疗仪是通过治疗头作用于人体与视力相关的各个穴位，在磁力线以及热治疗 头的热辐作用于人体体表穴位处，用磁力线刺激传导神经，促进眼球肌群血液循环和微循 环畅通，促进细胞的新陈代谢，加快了营养吸收、细胞的分裂生长，使各种眼疾及时修复治 疗，能使近视患者的视力提高，治疗有效率和治愈率较高。
权利要求一种基于嵌入式系统磁电治疗仪，其特征在于MEGA16L型单片机(2)与驱动电路(3)和显示电路(6)相连，将MEGA16L型单片机(2)的控制信号输入到驱动电路(3)和显示电路(6)中，其中驱动电路(3)与治疗头接口相连，治疗头接口分别相连热治疗头电路(7)、冷治疗头电路(8)和感应治疗头(9)；温度采集电路(4)、晶振电路、复位电路和仿真与下载电路分别与单片机相连，向MEGA16L型单片机(2)内输入相应的信号，所述的温度采集电路(4)与热治疗头(7)连接，将温度信号传输给温度采集电路(4)；电源电路(5)分别与温度采集电路(4)、MEGA16L型单片机(5)和驱动电路(3)相连，为其提供电源。
2.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的驱动电路(3)的结构为四个 +24VLED电源分别通过电阻R37、R39、R41和R49与四个发光二极管DS5、DS6、DS7、DSll的 正极端连接，四个+24VLED电源还分别连接二极管D7、D8、D9、D13的负极端连接；所述的热 治疗头电路(7)中连接器Jl的1引脚通过电阻R38与可恢复保险丝Fl的一端相连，可恢 复保险丝Fl的另一端与二极管D7的正极和发光二极管DS5的负极共同与驱动芯片U3的 16引脚相连；所述的冷治疗头电路(8)中连接器J2的5引脚通过电阻R40与可恢复保险 F2的一端相连，可恢复保险丝F2的另一端与二极管D8的正极和发光二极管DS6的负极共 同与驱动芯片U3的15引脚相连；所述的感应治疗头电路(9)中连接器J3的5引脚通过电 阻R42与可恢复保险丝F3的一端相连，可恢复保险丝F3的另一端与二极管D9正极和发光 二极管DS7的负极共同与驱动芯片U3的14引脚相连；所述的热治疗头电路(7)中芯片Jl 的5引脚与二极管D13的正极和发光二极管DSll的负极共同与驱动芯片U3的13引脚相 连；驱动芯片U3的1 4引脚分别与MEGA16L型单片机(2)的18、19、21、4引脚对应连接； 驱动芯片U3的8引脚与地连接，9引脚与+24VLED电源连接。
3.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的温度采集电路(4)的结构为电源 +12V通过电阻Rl并列连接电解电容Cl、电源基准芯片Tl、两个串联的电阻R2和R3，R3的 另一端、电源基准芯片Tl的另一端和电解电容Cl共同与地连接，电阻R2的另一端也与电 源基准芯片Tl连接，电阻Rl的一端与MEGA16L型单片机(2)32引脚连接；MEGA16L型单片 机(2)32引脚经过电阻R7与热治疗头电路(7)中芯片Jl的3弓丨脚相连，并通过电阻R195 与跳线JP2的2引脚相连，跳线JP2的引脚1与热治疗头电路(7)中连接器Jl的4引脚相 连并与地连接，热治疗头电路(7)中连接器Jl的4引脚经过电容C4与R7的另一端和运算 放大器U22的引脚3连接，运算放大器U22的引脚2与引脚1连接，同时连接二极管Dl的 正极、二极管D2的负极和MEGA16L型单片机(2)40引脚，二极管Dl的负极与MEGA16L型单 片机(2)32引脚连接，二极管D2的正极与地连接。
4.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的电源电路(5)的结构为稳压芯片 WYl的1引脚经过电阻R56与+24V电源、电阻R191和电解电容C27的正极相连，稳压芯片 WYl的3引脚与+12V、电解电容C29的正极和独石电容C30的一端相连，稳压芯片WYl的2 引脚与电解电容C27的负极、电阻R191、电解电容C29的另一端和独石电容C30的两一端相 连，并与地连接。
5.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的显示电路(6)的结构为七个八段 数码管LEDl LED7的引脚分别通过限流电阻R79 R134与对应的移位寄存器芯片U8 U14的引脚连接，每个移位寄存器芯片U8 U13的9引脚与下一个移位寄存器芯片的14引 脚相串联，其中移位寄存器芯片U8的14引脚与MEGA16L型单片机⑵的6引脚相连；每个移位寄存器芯片U8 U14的11、12引脚分别与MEGA16L型单片机(2)的7、8引脚相连。
6.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的热治疗头电路(7)的结构为连接 器Jl的引脚1与热治疗头线圈(51)的一端相连，其另一端与连接器Jl的引脚2和加热丝 (52)的一端相连，加热丝(52)的另一端与连接器Jl的引脚3相连；连接器Jl的引脚5与 热敏电阻(53)的一端相连，热敏电阻(53)的另一端与连接器Jl的引脚6连接。
7.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的冷治疗头电路⑶的结构为连接 器J2的引脚3与引脚4共同连接冷治疗头线圈(61)的一端，其另一端连接连接器J2的引 脚5。
8.如权利要求1所述的治疗仪，其特征在于所述的感应治疗头电路(9)的结构为连 接器J3的引脚3与引脚4共同连接感应治疗头线圈(71)的一端，其另一端连接连接器J3 的引脚5。
专利摘要本实用新型涉及一种基于嵌入式系统磁电治疗仪，单片机与驱动电路和显示电路相连，将单片机的控制信号输入到驱动电路和显示电路中，其中驱动电路与治疗头接口相连，治疗头接口分别相连热治疗头电路、冷治疗头电路和感应治疗头；温度采集电路、键盘扫描电路、晶振电路、复位电路和仿真与下载电路分别与单片机相连，输入相应的信号，所述的温度采集电路与热治疗头连接，将温度信号传输给温度采集电路；电源电路分别与温度采集电路、单片机和驱动电路相连，为其提供电源。该治疗仪具有可自动控制温度、自动定时、温度显示、定时显示等功能，通过治疗头作用于人体与视力相关的各个穴位，使各种眼疾及时修复治疗，能使近视患者的视力提高。
文档编号A61F9/00GK201692507SQ20102023552
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者姜振平 申请人:姜振平