基于单片机的家用红外按摩仪设计Word格式.docx
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指导教师:
教师职称:
讲师
2012年6月3日
摘要
本课题主要是家用远红外按摩器控制系统设计。
在设计开始之前必须先了解远红外按摩器设计要求、实现功能。
由此设计硬件电路,并按照要求选择合适的器件。
硬件电路主要是利用单片机作为最小系统,外扩展一系列其他模块电路来实现功能。
主要包括设计霍尔传感器电路,实现位置控制;
设计继电器电路,控制按摩、震动和远红外加热;
设计时针电路,实现实时时间显示及定时控制;
设计电源电路,具有+12伏、+5伏和+6伏输出等。
软件设计则应根据现有的硬件电路,和制定的工作流程编写。
远红外按摩器系统的工作原理主要是通过用单片机作为主控部件,霍尔传感器作为位置采样部件,固态继电器及小型双路继电器作为开关部件,时钟芯片作为实时时钟及定时部件,蜂鸣器作为状态提示部件,外扩按摩电机,震动电机,远红外加热板,实现按摩器定位按摩,选择震动,选择远红外加热及实时时间显示和定时等功能。
除此之外,还可以通过按键电路的按键进行数据的复位,确定和选择等操作,以达到能根据用户的实际需求灵活的修改工作参数,让用户可以很方便的寻找到合适的按摩方式。
关键词:
最小系统;
硬件电路;
工作流程;
软件设计
ABSTRACT
Themaintopicisthefarinfraredmassagebedcontrolsystemdesign.AtthebeginningofthedesignbeforetheJieYuaninfraredmassagebeddesignrequirements,toachievefunctional.Thedesignofthehardwarecircuit,andinaccordancewiththerequirementstochoosetherightdevice.thehardwarecircuitismainlytheuseofsingle-chipmicrocomputerasaminimumsystem,andaseriesofotherexpansionmodulecircuittorealizethefunctionof.MainlyincludesthedesignofHolzersensorcircuit,torealizethepositioncontrol;
designofrelaycircuit,thecontrolmassage,vibrationandfarinfraredheating;
clockcircuitdesign,toachieverealtimedisplayandtimingcontrol;
designofpowersupplycircuit,withthe+12V,+5voltsandthe+6voltoutput,Softwaredesignshouldbebasedonexistinghardwarecircuit,andmaketheworkprocesstoprepare.
Farinfraredmassagebedcontrolsystemprincipleofworkmainlybyusingthesinglechipasthemaincontrolunit,Holzersensorasthepositionsamplingpart,solidstaterelayandsmalldualrelayaspartoftheswitch,theclockchipasarealtimeclockandtimingcomponents,buzzerasthestatepromptingpart,spreadthemassagemotor,vibrationmotor,farinfraredheatingplaterealizationofpositioningmassage,massagebed,selsctionofvibration,selectionoffarinfraredheatingandrealtimedisplayandtimingfunctions.Inaddition,butalsothroughbuttoncircuitkeysfordatareduction,identificationandselectionofoperation,inordertoachieveaccordingtotheuser’sactualdemandforflexiblemodifyoperatingparameters,sothatuserscaneasilyfindthesuitablewayofmassage.
Keywords:
minimumsystem;
hardwarecircuit;
workflow;
softwaredesign
第一章绪论
1.1引言
随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,温饱已不再是困扰老百姓的头等大事,人们已将注意力转向各种提高精神享受、提高身体机能上。
正是如此,各种保健器械如雨后春笋般不断涌现,诸如按摩床、按摩垫、足浴盆等数不胜数!
其中,按摩器又以其完善的设计、强大的功能深受人们的青睐。
按摩器是根据中国博大精深的经络学、人体工程学及欧美保健科技,精心设计而成。
设计独特、轻便、简捷,集推拿、指压、刮痧、热灸、远红外振动按摩,又分自动与手动两种工作方式,鉴于其平台的良好,仍可以对之进行不断的加装扩展其功能。
轻便型设计,简洁大方,易安装,可折叠,空间占用率低等优点,是亿万家庭寻求健康、休闲养生的最佳保健产品。
较于其他保健产品,其具有以下三大优点:
1、脊椎矫正
坐垫后背中置有一组电机,在微电脑控制下,按设计程序沿脊柱上下振动,对脊椎弯曲、关
节功能紊乱等状况进行矫正,对脊神经进行梳理,以纠正神经功能异常,维护神经正常传导。
神经功能的正常化能够增强内脏器官及四肢组织的活力,以此治疗多种慢性病症。
2、指压按摩
指压医疗原理认为,疾病是体内能量得不到释放和能量不均所引起的。
指压按摩是通过手掌、大拇指。
手指关节、肘、膝、甚至是脚底进行施压,沿着经穴线和能量导管,对全身数百个经穴进行按摩,安全、有效、简便、易行,对维护健康、增强活力、均衡气血起着重要的作用。
采用独特的排列方式,利用自身体重对人体背部重要穴位施压,是一种最自然的指压按摩方式。
3、热疗
热属于物理能量的一种,其生物学上的变化,在物理治疗中是最常用的一种方法。
通过对人体表面的经络、穴位及疼痛的部位施加一定的热量,给予经络以温暖的气息,使气血循环通畅,从而达到防病治病的目的。
从现代医学上讲,利用热疗,能提高细胞组织的能力,减轻疼痛,增强血液循环,缓解炎症性反应和水肿,从而发挥其临床治疗效果。
1.2选题背景及现状
当今信息革命的浪潮正在冲击着世界的每一个角落,世界同一市场正在形成,全球经济一体
化正以超乎寻常的速度发展。
因此,保健业所面临的环境比以往任何时候都要复杂多变,竞争之激烈。
保健业要有能力对其外部环境的瞬间变化作出快捷反应,必须采用先进的保健技术、战略理念,以求得长期的生存和发展。
按摩器也是随着科技进步,逐步发展,其发展趋势有智能化、小型化、集成化、专业化、信息化等等。
而国内的保健企业却并未顺应时代的潮流,而是只在中低端发展,其生产的产品集成度低,只能近乎于零。
本课题的设计采用了最小系统是AT89C52单片机,这种型号的单片机有很广泛的使用,它结构简单、使用方便,对它的硬件进行设计,这为以后的设计奠定了基础。
本课题研究的远红外按摩器具有实时时间显示及定时控制、加热振动、温度报警等功能,这样更有助于实现按摩器的集成化、智能化。
第二章总体方案设计
这次设计主要是针对远红外按摩器控制系统的设计。
为了使其成本小,功能齐全,所以选择器件的时候,要科学选择各原器件,使个器件硬件资源能得到充分的利用。
硬件电路主要是利用单片机AT89C52作为最小系统,外扩展一系列其他模块芯片来实现控制功能。
主要包括霍尔传感器、继电器电路、时钟电路、电源电路,按键控制电路等。
其具体硬件结构框图如图2.1所示:
远红外按摩器的控制系统的主要模块可划分为7部分:
1、时钟电路。
该模块主要用于远红外按摩器的实时计时。
2、显示模块。
该模块主要用于远红外按摩器的实时显示和定时的倒计时显示,便于用户了解实
时时间和按摩的进程。
3、温度检测模块。
该模块主要用于完成对远红外按摩器的温度检测。
4、霍尔电路模块。
该模块主要用于实现位置采样,并送入单片机,用于了解按摩部位的状况,
使单片机及时作出决策。
5、电机及加热模块。
该模块主要完成的是对按摩器的主电路进行控制:
1,按摩电机的控制;
2,振动电机的控制;
3,加热电路的控制。
利用固态继电器和普通继电器的组合对三个主电路进行控制,达到弱电控强电的目的,有效地保护用户。
6、按键输入指示模块。
该模块负责响应按摩器的20个按键输入信号,并利用指示灯显示当前工作状态。
7、蜂鸣器提示模块。
该模块完成的是按摩床的报警和工作提示,在一般工作情况下,蜂鸣器都会发声报警(例如超温报警,超市报警)。
第三章具体方案设计
3.1单片机的选择
这次硬件设计采用AT89C52如图3.1所示:
3.1.1选择AT89C52的理由:
此次选择了芯片AT98C52单片机,由于该单片机的内部ROM为8KB,比AT89C51单片机的多了4KB;
而且内部RAM(256B)也比51系列的单片机(128B)多了128B,这样就避免了因为存储空间不足而进行的存储器扩展,大大方便了设计的工作,而且也减少了因扩展而增加的成本价格;
另一方面,52系列的单片拥有8个中断源,3个定时/计数器,具有比其他型号单片机更完整的功能。
而且52系列单片机能和51系列单片机的指令完全兼容,这样就为在处理一些51系列指令的时候提供了方便,进而使由单片机组成的最小系统功能更加完善。
另外,52系列单片机选用的晶振频率为11.0592MHZ。
通常用11.0592MHZ晶振频率是为了得到标准的无误差的波特率,具体计算过程如下:
如我们要得到9600bit/s的波特率,晶振频率为11.0592MHZ和12MHZ,定时器1为模式2,SMOD设为0,分别看看那所要求的TH1为何值。
代入公式:
对于11.0592MHZ:
9600=(1÷
32)×
((11.0592M/12)/(256-TH1))
TH1=253
对于12MHZ:
((12M/12)/(256-TH1))
TH1252.7
上面的计算可以看出使用12MHZ晶振频率的时候计算出来的TH1不为整数,而TH1的值只能取整数,否则它就会有一定的误差存在不能产生精确的9600bit/s波特率。
当然一定的误差是可以在使用中被接受的,就算使用11.0592MHZ的晶体振荡器也会因晶体本身所存在的误差使波特率产生误差,但晶体本身的误差对波特率的影响是十分之小的,可以忽略不计。
此外,我们选择AT89C52而没有选择AT89C51的单片机,这是因为前者多了一个T2定时器,在进行通信的过程中,我
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