一種簡(jiǎn)易電子針灸儀的設(shè)計(jì)

1、一種簡(jiǎn)易電子針灸儀的設(shè)計(jì)張璐平李斌(沈陽(yáng)理工大學(xué)研究生學(xué)院沈陽(yáng)110159)摘要：介紹一種簡(jiǎn)易電子針灸儀，采用微控制器LPC1114進(jìn)行整體系統(tǒng)控制，用IR2103進(jìn)行驅(qū)動(dòng)MOSFET，可以產(chǎn)生變化的多種針灸治療電脈沖波形。該針灸儀可以疏通穴位，減輕疼痛，增強(qiáng)血液循環(huán)等。文中給出整體設(shè)計(jì)框圖、原理圖以及軟件設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞：電脈沖，電子針灸儀，LPC1114，IR2103，MOSFETTheDesignofaSimpleElectric

2、AcupunctureInstrumentZhangLupingLiBin(TheGraduateSchoolofShenyangLigongUniversityShenyang110159)Abstract:Inthispaperasimpleelectronicacupunctureinstrumentisintroduced.ThemicroprocessLPC1114isusedtocontrolthewholesystemIR

3、2103isusedtodrivetheMOSFEcircuit.Asaresultmultipleelectronicpulsearegenerated.Thedeviceisusedfdredgingacupuncturepointtemparyreliefofpainalsoincreasebloodcirculationsoon.Besidessystemblockdiagramschematicssoftwaredesigna

4、reprovided.Keywds:ElectronicPulseElectricAcupunctureInstrumentLPC1114IR2103引言近年來，電子理療儀和電子針灸儀廣泛的被社會(huì)和個(gè)人使用，并取得了很好的治療效果，使用特別方便。其基本原理【4】是發(fā)出尖窄的電脈沖對(duì)人體有關(guān)部位或穴位進(jìn)行電刺激，已達(dá)到放松肌肉、激活中樞神經(jīng)、促進(jìn)分泌某些生物成分已達(dá)到治療的目的。但是傳統(tǒng)的針灸儀功能單一，隨意性比較強(qiáng)，難以達(dá)到理想的治療效

5、果。本文是在反復(fù)的研究下，提出用LPC1114控制，IR2103驅(qū)動(dòng)MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān)元件來產(chǎn)生多種電脈沖，脈沖的時(shí)間間隔，脈沖寬度和脈沖幅度都可以根據(jù)個(gè)人的需要進(jìn)行調(diào)整，可以達(dá)到更好的治療效果。1理論分析整個(gè)電子針灸儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。微處理器LPC1114控制整個(gè)系統(tǒng)，IR2103驅(qū)動(dòng)MOSFET，產(chǎn)生所需的電脈沖，MOSFE作為產(chǎn)生電脈沖的器件，具有速度快，所需驅(qū)動(dòng)功率低的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足針灸治療所需的脈沖的需求。此外，LC

6、D1602顯示相應(yīng)的參數(shù)，包括電脈沖的時(shí)間間隔，脈沖寬度和脈沖幅度；通過按鍵可以實(shí)現(xiàn)可調(diào)的電脈沖的時(shí)間間隔，脈沖寬度和脈沖幅度；通過控制IR2103，其輸出端接電針，輸出需要的針灸脈沖參數(shù)。本系統(tǒng)中脈沖寬度控制在0.3ms之內(nèi)，脈沖幅度在50200V之間，脈沖是正負(fù)對(duì)稱的，可以消除治療電極的極化現(xiàn)象。2硬件電路設(shè)計(jì)本電子針灸儀的核心電路是微控制器LPC1114，基于IR2103的MOSFET的驅(qū)動(dòng)輸出電路和顯示電路。其中，在最簡(jiǎn)單的情況

7、下，電路可以由四個(gè)MOSFET和兩塊IR2103產(chǎn)生正負(fù)對(duì)稱波形。MOSFET柵極和IC內(nèi)的輸出驅(qū)動(dòng)器輸出(腳HO、LO)直接耦合時(shí)，驅(qū)動(dòng)器輸出和產(chǎn)生電壓過沖，為降低削弱驅(qū)動(dòng)器輸出的過應(yīng)力，在每一只MOSFET柵極串聯(lián)一個(gè)阻值(R14、R18)，最小阻值不小于100Ω.同時(shí)，每一個(gè)MOSFET可以并聯(lián)一個(gè)電容器，可以限制dudt，進(jìn)而保護(hù)功率MOSFET。Vcc1COM4LIN3HIN2Vb8LO5HO7Vs6U5IR2103D1110

8、uFC12Q2Q6VCC15V50KR13PIN1P2_10VCC50150VR14R18PIN2Vcc1COM4LIN3HIN2Vb8LO5HO7Vs6U7IR2103D1210uFC14R16R20Q4Q8VCC15VP0_8圖3IR2103驅(qū)動(dòng)電路在圖3中各個(gè)顯示了各個(gè)元件的數(shù)值及型號(hào)。下面介紹兩個(gè)如圖3的模塊的工作情況：當(dāng)電路接通電源后，IC開始啟動(dòng)，兩塊IR2103的輸入端由LPC1114產(chǎn)生互補(bǔ)的邏輯信號(hào)，負(fù)載時(shí)兩個(gè)電針之間

9、的人體的等價(jià)電阻，則1)當(dāng)IC腳HO(R)、LO(L)上的驅(qū)動(dòng)輸出推動(dòng)HR、LL(MOSFET)導(dǎo)通時(shí)，圖中的Q2、Q8導(dǎo)通，Q6、Q4截止，則通過人體穴位的電流由PIN1流向PIN2，PIN1處是“”、PIN2處是“”，設(shè)這時(shí)得到的正脈沖。2)當(dāng)IC腳HO(L)、LO(R)上的驅(qū)動(dòng)輸出推動(dòng)HL、LR(MOSFET)導(dǎo)通時(shí)，圖中的Q4、Q6導(dǎo)通，Q2、Q8截止，則通過人體穴位的電流由PIN2流向PIN1，PIN2處是“”、PIN1處是“

10、”，設(shè)這時(shí)得到的負(fù)脈沖。3)上述兩種狀態(tài)不斷的反復(fù)交替進(jìn)行，則在人體的兩個(gè)穴位上得到交替的正負(fù)矩形脈沖，于是，該電路實(shí)現(xiàn)了針灸脈沖實(shí)現(xiàn)的過程。2.3顯示電路顯示模塊主要由LCD1602來實(shí)現(xiàn)，LCD1602能同時(shí)顯示16乘2即32個(gè)字符，采用標(biāo)準(zhǔn)的16腳接口，其中：包括8根數(shù)據(jù)線，三根控制線RSRWE，電源地，電源以及液晶驅(qū)動(dòng)電壓引腳。LCD1602支持八位和四位顯示模式。本文在結(jié)合LPC1114和編程的簡(jiǎn)單，采用四位顯示模式。LCD1