文章摘要】

 　　本文论述了微电脑理疗仪的硬件设计，结合电源及显示等模块，使其能够产生多种波形，对疾病进行治疗与康复。文中简述了波形产生的方法及单片机的控制。

【关键词】

电源；ICL8038 ；波形发生

0 引言

研究表明：对于人体而言，阴阳离子存在于体液中，并由此产生正负电荷，外加电信号会对其产生刺激，对人体的伤痛和疾病康复而言，控制在一定范围内的波形电压或电流具有良好的作用和疗效。用一些电子器件经心设计的具有电效应，并利用微电脑（单片机）程序来完成全部治疗所需的各种电信号波形的仪器称之为微电脑理疗仪，微电脑理疗仪具有一定的安全性和可靠性。

1 系统框图

微电脑理疗仪的系统框图如图1 所示，图中的主控芯片是AT89C51 单片机[1]，其外围包含：载波发生器、调幅波发生器、显示模块、功率放大模块和电源模块。其中电源模块主要负责给全系统提供电能；载波发生器负责波形的的输出；调幅波是载波振幅按照调制信号的大小成线性变化的高频振荡；显示模块是LED 显示波形频率振幅等情况；功率放大模块实行高保真放大。

2 硬件电路

2.1 ICL8038

有系统框图可知，本文使用的是AT89C51 单片机来控制调制信号和载波信号，而调制信号和载波信号的发生电路采用的是ICL8038。ICL 8038 是一种精密的震荡电路，能够输出多种波形（正弦波、三角波、矩形波），频率调整范围为0.001HZ ～ 300kHz 的低失真脉冲信号。调节电流或电阻可以控制输出波形的频率和占空比。另外由于该芯片具有调频信号输入端, 所以可以用来对低频信号进行频率调制。

2.2 信号调制

在模拟电子技术和高频电子线路中， 振幅调制，同步检波、混频、倍频、鉴频等调制与解调的过程，均可视为两个信号相乘，因此如何完成信号的调制（即完成两个信号的相乘）成为了设计的重点。为了实现价格经济，性能优越的要求，本文采用集成电路MC1496（双平衡四象限模拟乘法器）完成信号的调制。

2.3 功率放大模块的设计

功率放大模块采用TDA2030，作为高保真集成功率放大器芯片的TDA2030 具有一下特点，输出功率大于10W、频率响应为10-14000Hz，输出电流峰值最大可达35A，其内部电路包含输入级，中间级和输出级，具有适中保护和过热保护，可确保电路工作安全可靠，TDA2030 使用方便， 外用所需元器件少， 一般不需要调试即可成功。

2.4 LED 显示设计

LED 显示设计采用动态扫描方式，把数码管的八段和同名端连在一起，利用单片机的I/O 线来控制每个数码管的公共端，当CPU 给字段送字型码时，所有的数码管接受相同的字型码。

数码管的COM 端决定了数码管亮灭， 其中COM 端与单片机的I/O 口相连，由单片机输出位码到I/O 控制何时哪一位数码管亮。采用动态扫描的方法在显示位数多时比较节省I/O 口，硬件电路比静态扫描简单。

2.5 电源模块

集成的稳压电源种类很多，但是从大体上来说分为线性电源和开关电源两种。开关电源效率高、体积小、功耗低，但是设计复杂。线性电源具有结构简单，方便使用的特点，但是效率较低。常用的三端固定式线性稳压器W7800 系列（又称W78×× 系列）作为稳压管,W78×× 输出电压为正值，主要输出电压5V、6V、9V、12V、15V、18V 和24V，共七个档次；输出电流为1.5,0.5,1A 三个档次。本文采用7805 作为稳压芯片，1 引脚为输入，2 引脚为地，3 引脚为输出。1、2 引脚间的输入电压为9V，2、3 引脚间的输出电压为5V，最大输出电流为1.5V。

3 结论

电刺激信号的频率、脉宽、幅度对于人体的各生理部位，以及人体的个体差异和病症不同等特点，为了避免人体组织对电刺激的生理适应性反应，本文利用单片机、波形发生电路以及功率放大电路和模拟乘法器等模块设计了具有多种电刺激信号的微电脑理疗仪，能够产生频率可调的脉冲波、尖峰波、三角波、锯齿波、正弦波等信号。

【参考文献】

[1] 沈伟慈. 高频电路[M]. 西安：西安电子科技大学出版社,2000.

[2] 童诗白. 模拟电子技术基础[M]. 第二版. 北京：高等教育出版社,1987.

[3] 宣月青. 电子线路[M]. 第三版. 北京：高等教育出版社,1988.

[4] 张厥胜等. 锁相环频率合成器[M]. 北京：电子工业大学,1997.

【作者简介】

沈杨，研究方向：信号与信息处理

图1 系统框图009