-PAGEIII-基于STC單片機(jī)的磁診療儀設(shè)計(jì)摘要隨著科學(xué)的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，醫(yī)療器械成為全民關(guān)注的熱點(diǎn)，其安全性、便捷性、舒適性，成為不斷提高的要求目標(biāo)。由于目前社會(huì)醫(yī)療資源緊缺，醫(yī)院排號(hào)、診斷、治療都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。傳統(tǒng)的治療形式，不再能滿足日益增長(zhǎng)的病人需求，于是方便快捷的小型診療儀成為當(dāng)下熱門的醫(yī)療器械。診療儀作為一種新型醫(yī)療設(shè)備，擁有現(xiàn)代化的醫(yī)學(xué)診療形式，可以簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)為病人診斷、治療的效果。目前階段，市場(chǎng)上的診療儀多數(shù)基于紅外線診療，往往頻率較低，能量不夠，不能促使原子、分子解體，其次波長(zhǎng)和穿透力不如電磁波。在這種背景下，希望可以設(shè)計(jì)一種電磁診療儀，可以在溫度的作用下，促進(jìn)炎癥吸收、擴(kuò)張血管，加速局部血液循環(huán)，刺激局部細(xì)胞活性。本文設(shè)計(jì)的是基于STC單片機(jī)的磁診療儀，包含STC89C52、LCD12864顯示屏、DS18B20溫度傳感器、按鍵模塊、中間繼電器等部分，首先由電源提供電能，按鍵控制診療的時(shí)間，控制要求經(jīng)單片機(jī)下發(fā)指令，控制繼電器進(jìn)行電磁線圈通電，電磁線圈和鐵芯發(fā)熱，對(duì)皮膚表面進(jìn)行熱療，而后溫度傳感器將表面溫度采集處理，傳回單片機(jī)并顯示在顯示屏上，顯示實(shí)時(shí)表面溫度，方便我們查看。系統(tǒng)還設(shè)置有定時(shí)溫度檢測(cè)報(bào)警裝置，防止表面溫度過高對(duì)人造成灼傷。由實(shí)際設(shè)計(jì)出發(fā)，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分有以下幾點(diǎn)，第一明確系統(tǒng)各部分的功能，為各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)做好準(zhǔn)備工作。第二人體的熱診療溫度和距離有相應(yīng)的安全范圍，應(yīng)當(dāng)配以好溫度傳感器做好安全防護(hù)工作。第三用單片機(jī)控制電磁線圈，利用C語(yǔ)言來(lái)編程，建立屏顯、報(bào)警等功能。關(guān)鍵詞：STC89C52；電磁診療；電磁線圈；醫(yī)療器械論文類型：技術(shù)開發(fā)目錄摘要 IAbstract II目錄 IV1緒論 11.1診療儀研究的背景 11.2診療儀的目前發(fā)展 11.3診療儀未來(lái)發(fā)展方向 21.4本論文研究的主要內(nèi)容 22基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求和總體設(shè)計(jì) 42.1磁診療儀的產(chǎn)品 42.1.1電磁波治療儀 42.1.2磁振磁電治療儀 52.1.3磁振熱治療儀 62.2需求分析 72.3磁診療儀的電源 82.4磁診療儀的控制電路 92.4.1單片機(jī)主控電路 92.4.2單片機(jī)復(fù)位電路 92.4.3單片機(jī)晶振電路 92.5磁診療儀的線圈部分 92.6磁診療儀的溫度數(shù)據(jù)模塊 92.7磁診療儀的數(shù)據(jù)顯示模塊 102.8按鍵子程序模塊 103主控芯片單片機(jī)STC89C52 123.1單片機(jī)的發(fā)展 123.1.1單片機(jī)的環(huán)境結(jié)構(gòu) 123.1.2單片機(jī)的起源 123.2單片機(jī)的應(yīng)用 123.3單片機(jī)的開發(fā)需求 133.3.151系列單片機(jī) 133.3.2編程語(yǔ)言 153.3.3開發(fā)軟件KeilC51 153.4單片機(jī)的程序固化 163.4.1功能介紹 163.4.2使用方法 173.5單片機(jī)程序分析 173.5.1關(guān)鍵字定義部分 173.5.2LCD初始化設(shè)定 183.5.3設(shè)定延時(shí)函數(shù) 183.5.4主函數(shù) 193.5.5溫度讀取指令 214其他主要元器件的選擇及組裝 224.1溫度傳感器 224.1.1溫度傳感器的分類 224.1.2溫度傳感器的選用 224.2液晶顯示屏 234.2.1顯示屏的選用 234.2.2LCD12864參數(shù) 234.3電磁線圈 244.4電磁繼電器 254.4.1工作原理 254.4.2電磁繼電器的分類及選型 254.4.3電磁繼電器的應(yīng)用 264.5硬件仿真軟件PROTEUS 264.5.1電路仿真 274.5.2電路仿真圖 274.6硬件組裝實(shí)物 30結(jié)論 31參考文獻(xiàn) 32附錄一單片機(jī)程序 35

1緒論1.1診療儀的研究背景現(xiàn)代中醫(yī)診療儀器起源于1934年，國(guó)內(nèi)首臺(tái)電子管電針儀由唐氏公司研制的，隨后的幾十年，脈絡(luò)診斷儀、電針儀、灸療儀、磁療儀、脈診儀、舌診儀、四診儀等，相繼層出不窮的問世，是我國(guó)中醫(yī)診療儀器一個(gè)全新發(fā)展的里程碑[3]。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)中醫(yī)的治療儀器有很多種，它們分布于科研測(cè)試、學(xué)習(xí)教育、醫(yī)療儲(chǔ)備之中。近幾年，出現(xiàn)一些數(shù)字化、智能型的磁療儀器的研究，采用交變、半波、間斷磁場(chǎng)和銜鐵振動(dòng)原理來(lái)治療疾病，可與體表緊密接觸，所以磁漏小，穿透力強(qiáng)，可作用到人體較深的組織及器官，有較好的療效并在臨床上廣泛應(yīng)用[4]。21世紀(jì)我們的醫(yī)學(xué)發(fā)展將從“疾病醫(yī)學(xué)”轉(zhuǎn)為“健康醫(yī)學(xué)”，從重視治療向重視預(yù)防保健轉(zhuǎn)變[1]。目前隨著全球信息技術(shù)化的發(fā)展程度不斷提高，尤其是2020年新冠疫情的全球性爆發(fā)，人民居家自助診療的手段又成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)，各類自助診療設(shè)備也層出不窮，擁有了家用磁診療儀，患者可以免去醫(yī)院排隊(duì)的不便，也更方便了患者對(duì)自己病情的把握。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，中醫(yī)診療儀器憑借中醫(yī)理論，我們可以看到各式各樣的診療儀器，它依據(jù)傳統(tǒng)中醫(yī)檢查部位，比如脈搏、眼睛、舌唇，可以智能化的對(duì)患者的身體狀態(tài)、體質(zhì)類型、氣血脈象做出分析報(bào)告，給予患者調(diào)理身體的建議。未來(lái)我們甚至可以在家里通過手機(jī)中的軟件監(jiān)測(cè)自己的健康狀態(tài)，進(jìn)行預(yù)防保健[2]。1.2診療儀的目前發(fā)展中醫(yī)診療儀器不僅可以用來(lái)診斷、治療疾病，還可以在某個(gè)范圍內(nèi)，收集患者的個(gè)體病例，了解百姓的基本身體素質(zhì)。同時(shí)可為醫(yī)院提供個(gè)體和群體基礎(chǔ)的四診信息，為未來(lái)社區(qū)醫(yī)療機(jī)構(gòu)向居民提供“私人醫(yī)生”式的健康管理服務(wù)奠定基礎(chǔ)[2]。如今測(cè)量血壓、體溫、心率可以輕輕松松實(shí)現(xiàn)，我相信未來(lái)科技的進(jìn)步，中醫(yī)診療儀器可以制作的更小巧、便捷、智能，我們可以隨時(shí)隨地為我們的親人朋友的健康做評(píng)估，如果身體有所不適，可以主動(dòng)發(fā)出預(yù)警、報(bào)警信息，還可以我們對(duì)年邁在家的父母實(shí)施健康監(jiān)護(hù)等。中醫(yī)診療儀器是以中醫(yī)理論為指導(dǎo)，應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段對(duì)中醫(yī)診斷所依據(jù)的望、聞、問、切四診信息進(jìn)行采集、分析及處理的儀器[2]。于是我就想設(shè)計(jì)完成一種磁診療儀控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，主要功能包括線圈表面溫度的采集，診療儀器工作時(shí)間的定義，治療強(qiáng)度的設(shè)置等功能，有效幫助儀器使用人員隨時(shí)掌握儀器的工作狀態(tài)和對(duì)所需的治療參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。診療儀（Diagnosisandtreatmentinstrument）它可以將物理因子作用在人身上，對(duì)我們的身體加以調(diào)理，適用范圍較廣，我們可以、全天候、不限場(chǎng)所的使用。中國(guó)科學(xué)院院士、上海中醫(yī)藥大學(xué)校長(zhǎng)陳凱先曾經(jīng)這樣描繪過中醫(yī)診療儀器的未來(lái)：中醫(yī)診療儀器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化后，可配置給中醫(yī)藥科室醫(yī)生、社區(qū)醫(yī)師、農(nóng)村基層醫(yī)生，提高各類醫(yī)療人員的診療水平；同時(shí)也可為有需求的家庭也可配備，作為家庭健康管理機(jī)，提供日常中醫(yī)養(yǎng)生建議，有必要時(shí)還可進(jìn)行“人機(jī)會(huì)診”，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療[2]。1.3診療儀未來(lái)發(fā)展方向中醫(yī)不像西醫(yī)研究病理如何變化，它更注重我們?nèi)梭w內(nèi)在系統(tǒng)的機(jī)理狀態(tài)，深入研究“功能反應(yīng)狀態(tài)”，通過傳統(tǒng)的四診將病理顯現(xiàn)出來(lái)。診療儀的未來(lái)發(fā)展從以下內(nèi)容著手，第一是要將診療信息可視化、將診療結(jié)果客觀化，來(lái)解決目前中醫(yī)存在的問題，診療主要依靠醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)，具有一定的主觀性，不能量化[2]。第二應(yīng)該多收集病情案例，做到全面收集，將四診做的更加詳盡準(zhǔn)確。我們要將診療儀的使用推向臨床化使用的新高度，將醫(yī)療使用效果評(píng)價(jià)作為我們?cè)u(píng)價(jià)儀器的第一指標(biāo)，這是目前診療行業(yè)的首要目標(biāo)。中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院常務(wù)副院長(zhǎng)劉保延提出，“擁抱大數(shù)據(jù)，開創(chuàng)中醫(yī)儀器研發(fā)的新局面”。中醫(yī)還具有很多有待挖掘的潛力，西醫(yī)診療依靠嚴(yán)格記錄的數(shù)據(jù)，相比之下，中醫(yī)可以在大數(shù)據(jù)收集方面，可以找到發(fā)展的空間。比如中醫(yī)的臨床效果是依靠前輩臨床實(shí)踐的樣本效果，而沒有小數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。為更好地為人類健康服務(wù)，中醫(yī)診療儀器作為中醫(yī)傳統(tǒng)診療技術(shù)的現(xiàn)代化載體，日益引起人們的重視，發(fā)展中醫(yī)診療儀器并用其進(jìn)行中醫(yī)健康管理和療效評(píng)估、指導(dǎo)辨證治療已然成為一種潮流。因此診療儀器系統(tǒng)將從理論指導(dǎo)、研發(fā)能力等全面提升中醫(yī)診療儀器的核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中醫(yī)診療儀器的更好發(fā)展。1.4本論文研究的主要內(nèi)容本文的主要工作是研究與設(shè)計(jì)一種基于STC89C52單片機(jī)的電磁診療儀系統(tǒng)，使之應(yīng)用于家庭中可以簡(jiǎn)單完成部分身體部位的磁熱診療。論文主要工作包括：（1）設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)的目的與意義。主要論述了治療的意義、單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用以及國(guó)內(nèi)外診療儀技術(shù)概述與發(fā)展趨勢(shì)。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取適當(dāng)?shù)木庉嬡浖?lái)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)程序。（3）通過選擇合適元器件，設(shè)計(jì)完成實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)的硬件內(nèi)容。（4）規(guī)劃基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)的軟件流程，并且最終編出相應(yīng)的上位機(jī)及下位機(jī)程序，實(shí)現(xiàn)此磁診療儀系統(tǒng)的加熱設(shè)計(jì)要求。

2基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)需求基于單片機(jī)的磁診療儀系統(tǒng)主要包括開關(guān)電源設(shè)備、單片機(jī)的控制電路、電磁感應(yīng)加熱設(shè)備、液晶顯示設(shè)備、溫度報(bào)警設(shè)備等。圖2.1單片機(jī)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)2.1磁診療儀的產(chǎn)品目前大多數(shù)電磁理療醫(yī)用儀器都指的是直接利用一些物理化學(xué)因子(例如光、電、聲、磁、壓力等)直接作用在我們?nèi)梭w上，使我們身體的某些發(fā)病部位產(chǎn)生明顯好轉(zhuǎn)，我們正在研究的電磁診療儀器就是利用磁，也就是磁場(chǎng)等物理作用因子。人體本身具有一定的電場(chǎng)磁性，我們?nèi)梭w的大腦、心臟、皮膚和其他屬于身體各個(gè)部位的各器官內(nèi)輸出電流都會(huì)具有一定磁場(chǎng)。下面來(lái)介紹幾種我們?nèi)粘５拇暖焹x器。2.1.1電磁波治療儀電磁波無(wú)線輻射化學(xué)治療儀又被當(dāng)時(shí)人們的稱做“神燈”，它的一個(gè)主要核心部件TDP（電磁波輻射治療板），用的是經(jīng)過特殊化學(xué)加工而內(nèi)含30多種化學(xué)元素的材料，混合為特殊化學(xué)涂層復(fù)合材料加工制成。在不同時(shí)間、溫度的分子催化條件作用下，能產(chǎn)生輸出能量衍生和輸出在同一條波中帶有幾十種不同分子元素能量，能量復(fù)雜的分子波和電磁波，促進(jìn)分子在生物體內(nèi)的進(jìn)化，可以產(chǎn)生在分子生物學(xué)上的催化作用效應(yīng)。圖2.2電磁波治療儀2.1.2磁振磁電治療儀磁振波微磁電磁波治療儀主要是將微波振蕩同電磁波、磁振波、機(jī)械波、低頻及超聲波及電磁脈沖波等電磁波技術(shù)相結(jié)合，產(chǎn)生刺激作用，作用在人體的局部骨盆、陰囊及其他相關(guān)神經(jīng)穴位，轉(zhuǎn)化產(chǎn)生為一系列人體生物學(xué)效應(yīng)，并可以作用于人體的整個(gè)骨盆局部，用于治療Ⅲ型慢性前列腺炎(慢性腎盂前列腺炎、慢性腎盂骨盆疼痛前列綜合征)。圖2.3磁振磁電治療儀2.1.3磁振熱治療儀磁振熱物理治療儀由主機(jī)和磁力驅(qū)動(dòng)線圈傳導(dǎo)子系統(tǒng)構(gòu)成，它是物理熱治療儀器，它依據(jù)的主要物理因子有交變磁場(chǎng)、生物磁振、溫?zé)?。它?nèi)部的線圈接通高頻交流電后，第一是產(chǎn)生具有交變磁場(chǎng)，可以引起振動(dòng)；第二因?yàn)楫a(chǎn)生了磁力渦流，線圈中的鐵芯也會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，進(jìn)而發(fā)熱，通過電子儀器產(chǎn)生的治療因子，對(duì)發(fā)病部位起到清熱祛腫、鎮(zhèn)痛、消炎的治療作用。圖2.4磁振熱治療儀2.2需求分析通過了解目前已有的各種磁診療儀器，我也想設(shè)計(jì)完成一款基于單片機(jī)的磁診療儀，可以完成對(duì)自身機(jī)體的集中加熱理療。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，功能設(shè)計(jì)有以下內(nèi)容：開始通電后檢測(cè)所有模塊并進(jìn)行初始化。整套系統(tǒng)采用按鍵輸入，需要按鍵程序?qū)Π存I模塊進(jìn)行編程，同時(shí)需要對(duì)LCD屏幕等進(jìn)行編程控制，這樣液晶屏幕才會(huì)顯示按鍵的內(nèi)容，之后，將電磁繼電器控制部分進(jìn)行編程，電磁繼電器工作吸合，最后定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行定時(shí)設(shè)定。同時(shí)，為溫度傳感器和蜂鳴器的監(jiān)控編寫程序，需系統(tǒng)流程圖如圖所示：圖2.5系統(tǒng)流程圖我們要想基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)磁診療儀的自動(dòng)定時(shí)設(shè)置、溫度自動(dòng)測(cè)量、參數(shù)顯示、溫度自動(dòng)報(bào)警等一系列功能，首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化自動(dòng)檢測(cè)，選擇一款溫度傳感器，完成對(duì)溫度測(cè)量信號(hào)的實(shí)時(shí)采集，將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)傳輸回單片機(jī)，在液晶顯示屏上顯示測(cè)量的實(shí)時(shí)參數(shù)。我們?cè)倮脝纹瑱C(jī)進(jìn)行磁診療時(shí)間的定時(shí)設(shè)置，首先通過按鍵模塊設(shè)定診療時(shí)間，單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，將計(jì)時(shí)參數(shù)返回到顯示屏上，同時(shí)利用電磁繼電器模塊完成線圈啟動(dòng)。對(duì)于那些超出設(shè)置限值的定時(shí)數(shù)據(jù),通過高頻蜂鳴器信號(hào)進(jìn)行定時(shí)提醒,具體系統(tǒng)功能劃分如圖所示：圖2.6功能描述圖2.3磁診療儀的電源任何電子器件都需要一個(gè)電源模塊來(lái)為其供電，電源的穩(wěn)定是整個(gè)系統(tǒng)是順暢運(yùn)行的前提保證，我們將這個(gè)模塊稱為電源模塊。51系列單片機(jī)是我們目前使用領(lǐng)域最廣泛的單片機(jī)，雖然已經(jīng)誕生很多年了，我們?nèi)钥梢栽诤芏嗟胤娇吹剿纳碛埃怯幸粋€(gè)致命的缺點(diǎn)，由于電磁效應(yīng)會(huì)對(duì)正在運(yùn)行的單片機(jī)產(chǎn)生干擾，在實(shí)際的日常使用過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)程序跑飛的情況，為了解決這個(gè)問題，我們就更應(yīng)該為系統(tǒng)程序配置一個(gè)穩(wěn)定的電源了。為了降低功耗，單片機(jī)還推出了3種模式低速、空閑、掉電模式。用電腦的USB給單片機(jī)供電，所提供的是5V的直流電源，所有的單片機(jī)都需要晶振來(lái)提供工作的時(shí)序，就好比人的心臟需要跳動(dòng)，單片機(jī)只有在一定的時(shí)序脈沖上才能有條不紊的工作。2.4磁診療儀的控制電路2.4.1單片機(jī)主控電路主控電路采用的芯片是STC89C52單片機(jī)，主控電路需要電源、晶體振蕩器和按鍵復(fù)位。2.4.2單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位，指的是把整個(gè)單片機(jī)模塊電路當(dāng)前一個(gè)狀態(tài)初始化到默認(rèn)狀態(tài),復(fù)位方式有很多種，比如使用RST引腳來(lái)復(fù)位、通過掉電/上電來(lái)復(fù)位、使用看門狗來(lái)復(fù)位、檢測(cè)內(nèi)部是否低壓來(lái)復(fù)位、利用軟件來(lái)復(fù)位、MAX180專用復(fù)位、程序地址非法復(fù)位等。我們關(guān)注的是掉電/上電復(fù)位，當(dāng)電源電壓VCC低于掉電/上電復(fù)位檢測(cè)門限電壓時(shí)，將單片機(jī)內(nèi)的所有電路復(fù)位，當(dāng)內(nèi)部電壓VCC電壓高于掉電/上電復(fù)位檢測(cè)門限電壓（3.2V）后，延遲32768個(gè)時(shí)鐘后結(jié)束掉電/上電復(fù)位過程。2.4.3單片機(jī)晶振電路晶體振蕩器，簡(jiǎn)稱晶振，為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。晶振的時(shí)鐘頻率代表了單片機(jī)的運(yùn)行的快慢，頻率高運(yùn)行速度就快，當(dāng)內(nèi)置R/C時(shí)鐘電路時(shí)，可能不要要晶體振蕩器，所以不是每個(gè)單片機(jī)都擁有晶振電路。為了能讓各部分時(shí)鐘信息保持同步，系統(tǒng)同步使用唯一的晶振。STC89C52使用的是頻率為11.0592MHz的晶體振蕩器，我們只需要將單片機(jī)的振蕩電路模塊同晶振連接，再配備2個(gè)電容即可使用，電容的容量一般在15pF～50pF。2.5磁診療儀的線圈部分電磁回路加熱器的線圈設(shè)計(jì)需要分別考慮兩個(gè)主要參數(shù)：橫截面積和勵(lì)磁電感容量。橫截面積大小決定了驅(qū)動(dòng)電流的流量大小，功率越大時(shí)則橫流的截面越大列，反之就越小。其次，電感的容量越低，它的實(shí)際工作頻率也就越高，功率也就越大，獲得效益也越高。確定一個(gè)功率管的大小后，先開始確定線圈制作參數(shù)，然后確定高頻加熱所用負(fù)載的線圈形狀、尺寸、大小后再來(lái)開始進(jìn)行線圈制作。2.6磁診療儀的溫度數(shù)據(jù)模塊溫度數(shù)據(jù)測(cè)量依靠溫度傳感器（Temperaturetransducer），利用各種化學(xué)物質(zhì)的不同臨界溫度及其物理性質(zhì)隨著內(nèi)外界環(huán)境溫度變化波動(dòng)的不同作用情況將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電輸出信號(hào)。根據(jù)接觸時(shí)使用的測(cè)量方式，可分為接觸式和非接觸式，按照按照半導(dǎo)電熱靈敏傳感器的工作原材料及其它主要電子元件的半導(dǎo)熱靈敏特性又可以分為半導(dǎo)熱靈敏傳感電阻和半導(dǎo)磁性靈敏熱電偶兩類。讓它便捷的應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)踐的各個(gè)方面的原因是它外形很小巧方便，同時(shí)為我們的生活提供了大量的便利。通過將表面溫度數(shù)據(jù)加以收集，可以在這個(gè)模塊內(nèi)設(shè)定一個(gè)溫度閾值，來(lái)防止表面皮膚受到傷害。2.7磁診療儀的數(shù)據(jù)顯示模塊我們需要一塊能顯示漢字界面的屏幕，并能夠?qū)?shí)時(shí)溫度顯示出來(lái)，通過控制定時(shí)計(jì)數(shù)器，在屏幕上倒計(jì)時(shí)顯示診療時(shí)間。首先選擇一塊帶有中文字庫(kù)的屏幕，通過單片機(jī)程序來(lái)訪問液晶自定義字庫(kù)，完成DDRAM地址設(shè)置并由第一行展示出來(lái)，按照程序內(nèi)部數(shù)據(jù)，完成顯示結(jié)果首地址以及循環(huán)量設(shè)置，正常循環(huán)期間，持續(xù)取字符代碼直至結(jié)束，第二行顯示步驟與此相同，四行有效展示后直接終止子程序，完成顯示模塊。圖2.7數(shù)據(jù)顯示模塊2.8按鍵子程序模塊為了達(dá)到磁診療儀的診療效果實(shí)現(xiàn)，用相同的時(shí)間間隔，來(lái)劃分不同的診療強(qiáng)度，我們?cè)O(shè)想以5分鐘作為一個(gè)時(shí)間檔位，然后設(shè)置診療門檻時(shí)間為10分鐘，診療時(shí)間應(yīng)不易過長(zhǎng)，否則會(huì)對(duì)皮膚表面造成傷害，因此設(shè)置了最高診療時(shí)間為30分鐘，分為五個(gè)不同的診療強(qiáng)度。圖2.8按鍵模塊

3主控芯片單片機(jī)STC89C523.1單片機(jī)的發(fā)展3.1.1單片機(jī)的環(huán)境結(jié)構(gòu)單片機(jī)稱做單片微控制器（Single-chip-microcomputer），它是一種主要是用于超大型模組集成電路控制技術(shù)的數(shù)字電路集成芯片，把具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力控制芯片的微中央處理器（CPU）、隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器（RAM）、程序存儲(chǔ)器（ROM）、外部設(shè)備接口、單片機(jī)中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，總線等集成到單塊硅片表面,來(lái)構(gòu)成的一個(gè)小且完整的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)有：體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等，為我們學(xué)習(xí)單片機(jī)、應(yīng)用開發(fā)單片機(jī)提供了很好的實(shí)踐條件。圖3.1單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)圖3.1.2單片機(jī)的起源1970年，人類成功研制出了單片機(jī)（稱作單片微型計(jì)算機(jī)），他是基于同期的微型計(jì)算機(jī)而來(lái)的衍生產(chǎn)品。美國(guó)一家名為Intel的公司，在1976年生產(chǎn)了型號(hào)為MCS-48的單片機(jī)，這家公司在二十幾年間，通過四次換代,將性能、集成度做到初代的一倍，功能也就近乎翻了一番。隨著移動(dòng)信息時(shí)代的不斷進(jìn)步與現(xiàn)代信息電子科技的不斷進(jìn)步發(fā)展,目前該系統(tǒng)相關(guān)信息技術(shù)的研究開發(fā)應(yīng)用實(shí)踐以及實(shí)際應(yīng)用日漸成熟,它已經(jīng)滲透到生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。3.2單片機(jī)的應(yīng)用如今社會(huì)，人們開始關(guān)注單片機(jī)在電子電器的開發(fā)和智能化，比如自動(dòng)測(cè)量、智能儀表、多功能家用電器，都能看到單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。（1）在智能儀器儀表上的應(yīng)用單片機(jī)在各類測(cè)量?jī)x器儀表中，憑借它小巧、智能、功能眾多的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于各種精密測(cè)量?jī)x表中，想要實(shí)現(xiàn)電壓、功率、頻率等物理量的測(cè)量可以通過結(jié)合不同類型的傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)完成。（2）在工業(yè)控制中的應(yīng)用用單片機(jī)可以組成各種不同類別的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA），像智能芯片，智能電梯控制、預(yù)警型的報(bào)警系統(tǒng)等等。（3）在家用電器中的應(yīng)用目前我們的家用電器基本都使用單片機(jī)控制，比如電視機(jī)、智能洗衣機(jī)、光波爐、電動(dòng)馬桶、智能音箱、電動(dòng)窗簾等等。（4）在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信領(lǐng)域中的應(yīng)用單片機(jī)存在通信接口，這就意味著我們可以和計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交互，我們可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信和設(shè)備通信，目前用單片機(jī)來(lái)控制的通信設(shè)備有，比如手機(jī)、程序控制交換機(jī)、小區(qū)的呼叫系統(tǒng)、列車無(wú)線電通信、對(duì)講機(jī)等。（5）其他領(lǐng)域單片機(jī)在金融、醫(yī)療、教育、汽車、科研、、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。3.3單片機(jī)的開發(fā)需求2014年Keil公司推出一款集成開發(fā)環(huán)境軟件，名為μVision5，它是依托Windows操作系統(tǒng)（32位/64位）的開發(fā)平臺(tái)。單片機(jī)的種類不僅繁雜，單片機(jī)品種還在不斷推陳出新，更加智能化、微型化、性能化。從使用情況上來(lái)看，MCS-51系列單片機(jī)的應(yīng)用最為廣泛，這個(gè)系列的單片機(jī)芯片就有十幾種。此時(shí)，我們就需要一種強(qiáng)大、兼容性強(qiáng)的軟件，最好可以使用簡(jiǎn)練的語(yǔ)言來(lái)完成程序編寫，KeilμVision5就是一款這樣的軟件。3.3.151系列單片機(jī)首先我們介紹下51單片機(jī)，Intel公司于1980年制造的8051單片機(jī)系列被稱為IntelMCS-51架構(gòu)單片機(jī)，在當(dāng)時(shí)市場(chǎng)受到一致好評(píng)。8051單片機(jī)是使用N-MOS技術(shù)開發(fā)的，但是使用電池供電的設(shè)備及其低功耗導(dǎo)致使用CMOS技術(shù)（以其低功耗而聞名）。盡管8051單片機(jī)在2007年走下生產(chǎn)線，但依然有20多家半導(dǎo)體制造商仍在生產(chǎn)8051兼容單片機(jī)，這些單片機(jī)仍是基于MSC-51架構(gòu)的處理器。不同制造商生產(chǎn)了不同名稱的單片機(jī)，有Atmel（AT89C51，AT89S51），Phillips（S87C654），STCMicro（STC89C52），Infineon（SAB-C515，XC800），西門子（SAB-C501），SiliconLabs（C8051），ENROO（EN8F5113），恩智浦（NXP700，NXP900）等。STC公司生產(chǎn)的STC89C52特點(diǎn)是高性能、低功耗、具有8位微控制器、8KFlash存儲(chǔ)器，采用MCS-51內(nèi)核，在原有基礎(chǔ)上做了提升，豐富了更多的功能。圖3.2單片機(jī)STC89C52對(duì)于系統(tǒng)我使用的是新型STC89C52系列單片機(jī)的D版本芯片，STC89C52系列單片機(jī)的特點(diǎn)見表3.1。表3.1單片機(jī)功能特性STC89C52主要功能特性兼容MCS51指令3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器雙向通用I/O口32個(gè)ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程）工作電壓：5.5V～3.4V省去外部復(fù)位電路，采用集成MAX810專用復(fù)位電路時(shí)鐘工作頻率：24MHz4路外部中斷，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷3級(jí)加密位PowerDown模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒串行中斷2個(gè)可反復(fù)擦寫的FLASHROM（8K）外部中斷源2個(gè)軟件設(shè)置睡眠功能、喚醒功能低功耗、掉電模式可編程異步串行口（URAT）圖3.3單片機(jī)引腳圖芯片說(shuō)明：主電源引腳VCC（Pin40）：電源輸入+5VGND（Pin20）：接地外接晶振引腳XTAL（Pin18）：片內(nèi)振蕩電路的輸入端XTAL（Pin19）：片內(nèi)振蕩電路的輸出端控制引腳RST/VPP：復(fù)位引腳，2個(gè)機(jī)器周期高電平單片機(jī)復(fù)位ALE/PROG；地址鎖存允許信號(hào)PSEN：外部存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)EA/VPP：程序存儲(chǔ)器分為內(nèi)外部，收到低電平從外部讀取指令，收到高電平則從內(nèi)部讀取指令?？删幊梯斎?輸出引腳STC89C52單片機(jī)擁有P0、P1、P2、P3這4個(gè)可編程I/O口，而每個(gè)I/O口又有8位。3.3.2編程語(yǔ)言最早使用的編程語(yǔ)言是匯編語(yǔ)言，存在的缺點(diǎn)是程序復(fù)雜難上手、靈活性很差、耗費(fèi)大量時(shí)間精力，在調(diào)試、糾錯(cuò)方面也要花費(fèi)大量時(shí)間和精力。為了提高程序編寫的速度，選擇用C語(yǔ)言（高級(jí)計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言）編寫計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序。C語(yǔ)言它的語(yǔ)言表達(dá)和綜合運(yùn)算能力較強(qiáng)，可以對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行直接操作，于是本次程序的編寫和調(diào)試，我們選用C語(yǔ)言來(lái)完成。3.3.3開發(fā)軟件KeilC51KeilC51是由美國(guó)KeilSoftware公司設(shè)計(jì)開發(fā)的51系列產(chǎn)品單片機(jī)編程軟件開發(fā)軟件，C語(yǔ)言環(huán)境比起匯編代碼具有高效的特點(diǎn)。KeilC51提供了C51編譯器、A51宏匯編器、BL51/L51連接定位器、RTX51實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、Simulator軟件模擬器以及Monitor51硬件目標(biāo)調(diào)試器，所有這些功能均可在μVision5提供的靈活的開發(fā)環(huán)境中極為簡(jiǎn)便地進(jìn)行操作。KeilC51生成目標(biāo)代碼的效率非常高，匯編代碼緊湊、簡(jiǎn)單、容易理解。尤其在大型軟件開發(fā)時(shí)，它能比匯編語(yǔ)言體現(xiàn)更大的優(yōu)點(diǎn)。與匯編相比，C語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上，更加容易學(xué)習(xí)和使用。綜上所述，本系統(tǒng)采用KeilC51作為開發(fā)工具圖3.4單片機(jī)編程軟件KEIL首先在開始編寫代碼前，先了解硬件性能、需要實(shí)現(xiàn)的功能并繪制流程圖。然后創(chuàng)建一個(gè)工程,在創(chuàng)建工程下載中編寫一個(gè)匯編/c語(yǔ)言應(yīng)用程序代碼,定位器將每個(gè)目標(biāo)程序模塊進(jìn)行組合后成為一個(gè)可執(zhí)行程序,解析外部和共同的文件引用,為每個(gè)可重構(gòu)和定位的應(yīng)用程序模塊分配絕對(duì)地址,目標(biāo)HEX文件轉(zhuǎn)換器通過定位器插入轉(zhuǎn)換器十六進(jìn)制工程文件表示,然后將單片機(jī)通過USB接口在ISP軟件上調(diào)試，最后將程序燒錄到單片機(jī)內(nèi)，完成封裝。3.4單片機(jī)的程序固化3.4.1功能介紹在系統(tǒng)編程（InSystemProgramming—ISP)是一種在本地固化程序的方式。當(dāng)集成軟件開發(fā)技術(shù)人員通過使用Keil集成開發(fā)軟件的開發(fā)系統(tǒng)環(huán)境，完成軟件開發(fā)代碼的初始編寫和運(yùn)行調(diào)試后，就需要通過使用STC公司軟件提供的STC-ISP軟件固化工具將最終得到的程序進(jìn)行固化寫入到8051單片機(jī)內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器。STC-ISP就是一個(gè)用來(lái)給所有STC單片機(jī)用戶下載燒錄程序的一個(gè)軟件。3.4.2使用方法首先我們打開STC-ISP軟件，在軟件界面找到單片機(jī)型號(hào)并選擇自己的單片機(jī)型號(hào)。然后點(diǎn)擊串口號(hào)，找到我們電腦對(duì)應(yīng)的串口號(hào)（COM的編號(hào)是隨機(jī)變化的），它是我們?cè)谕ㄐ艜r(shí)使用的端口。然后依次選擇“波特率”，默認(rèn)輸入數(shù)值為9600，默認(rèn)為校驗(yàn)位，就不需要再檢驗(yàn)。如果串口顯示關(guān)閉串口，就代表打開完成了。圖3.6ISP軟件截圖最后是界面的設(shè)置，主要是主機(jī)串口數(shù)據(jù)接收和主機(jī)發(fā)送文件的設(shè)置，設(shè)置的模式是“文本”或“HEX”兩種。3.5單片機(jī)程序分析主程序包含的主要函數(shù)定義及功能，不同功能的實(shí)現(xiàn)需要我們使用不同類型的函數(shù)程序，我們對(duì)重要函數(shù)進(jìn)行說(shuō)明。3.5.1關(guān)鍵字定義部分我們定義了數(shù)據(jù)接口、寄存器選擇輸入、液晶讀寫控制、液晶使能控制接口、串/并控制方式、蜂鳴器、延遲輸入、按鍵的端口設(shè)置，定義了這些功能的端口，賦予它們實(shí)現(xiàn)功能的引腳。#defineLCD_dataP0//數(shù)據(jù)口 sbitLCD_RS=P3^5;//寄存器選擇輸入sbitLCD_RW=P3^6;//液晶讀/寫控制sbitLCD_EN=P3^4;//液晶使能控制sbitLCD_PSB=P3^7;//串/并方式控制sbitrelay=P1^0;sbitbeep=P2^3;sbitDUA=P2^6;sbitWEI=P2^7;sbitK1=P3^0;sbitK2=P3^1;sbitK3=P3^2;sbitK4=P3^3;3.5.2LCD初始化設(shè)定想要完成我們的系統(tǒng)顯示功能，首先要對(duì)液晶顯示屏的初始化定義，定義并行接口方式，將我們的指令操作擴(kuò)充附上地址，再將基本指令的地址添加上去，關(guān)閉我們的顯示屏光標(biāo)，對(duì)清除指令的操作地址加以命名。voidlcd_init(){LCD_PSB=1;//并口方式lcd_wcmd(0x34);//擴(kuò)充指令操作delay(5);lcd_wcmd(0x30);//基本指令操作delay(5);lcd_wcmd(0x0C);//顯示開，關(guān)光標(biāo)delay(5);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內(nèi)容delay(5);}3.5.3設(shè)定延時(shí)函數(shù)延時(shí)函數(shù)為了使單片機(jī)CPU的時(shí)序而采用的機(jī)制，比如蜂鳴器報(bào)警、按鍵按下、LED燈閃爍等，單片機(jī)內(nèi)部電路時(shí)鐘信號(hào)應(yīng)保持一致，才能使系統(tǒng)的同步工作。我們?cè)O(shè)定了4個(gè)nop指令，即為空操作，執(zhí)行一個(gè)nop，占用一個(gè)機(jī)器周期，也就是12個(gè)時(shí)鐘周期。voiddelay(intms){while(ms--) {uchari; for(i=0;i<250;i++) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } }}3.5.4主函數(shù)主函數(shù)是我們整個(gè)程序的核心，涉及到溫度傳感器的工作程序、LCD屏幕的設(shè)置、定時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)、按鍵程序的執(zhí)行，構(gòu)成我們的主函數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)定、定時(shí)、溫度測(cè)量、溫度報(bào)警的功能實(shí)現(xiàn)。voidmain(){ inti,ttt; floattp; DUA=0; WEI=0; tp=Ds18b20ReadTemp(); Delay10ms(100); lcd_init();//初始化LCD lcd_wcmd(0x01); lcd_pos(0,1); i=0; while(dis1[i]!='\0') {//顯示字符 lcd_wdat(dis1[i]); i++; } lcd_pos(2,0); i=0; while(dis2[i]!='\0') { lcd_wdat(dis2[i]);//顯示字符 i++; } tp=Ds18b20ReadTemp(); TMOD=0x01; //定時(shí)器0方式1 TH0=(65536-50000)/256; //定時(shí)器0：50ms TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1;TR0=1; while(1) { if(ttt>=100) { ttt=0; LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp()); } ttt++; lcd_pos(3,0); lcd_wdat('0'+min/10%10); lcd_wdat('0'+min%10); lcd_wdat(':'); lcd_wdat('0'+sec/10%10); lcd_wdat('0'+sec%10); if(state==0) { if(K1==0)//按鍵按下 { Delay10ms(1);//延時(shí)消抖 if(K1==0)//按鍵按下 { Time=0; sec=0; min=min+10; if(min>20) min=30; while(K1==0);//等待按鍵松開 } } if(K2==0)//按鍵按下 { Delay10ms(1);//延時(shí)消抖 if(K2==0)//按鍵按下 { Time=0; sec=0; min=min-10; if(min<10) min=10; while(K2==0);//等待按鍵松開 } } } if(K3==0) { relay=0; state=1; } if(K4==0) { relay=1; state=0; } }}3.5.5溫度讀取指令溫度讀取依靠外部元件DS18B20，讀取到的數(shù)據(jù)為十六位地址數(shù)據(jù)，首先將實(shí)時(shí)溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將低位的函數(shù)讀取出來(lái)，再將高位的函數(shù)讀取出來(lái)，將我們的溫度測(cè)量值返回給我們的主函數(shù)，進(jìn)而顯示在顯示屏上，如遇高溫它還可以報(bào)警。intDs18b20ReadTemp(){ inttemp=0; unsignedchartmh,tml; Ds18b20ChangTemp(); //先寫入轉(zhuǎn)換命令 Ds18b20ReadTempCom(); //然后等待轉(zhuǎn)換完成，再發(fā)送讀取溫度的命令 tml=Ds18b20ReadByte(); //共16位，先讀取低字節(jié)部分 tmh=Ds18b20ReadByte(); //再讀取高字節(jié)部分 temp=tmh; temp<<=8; temp|=tml; returntemp;}

4其他主要元器件的選擇及組裝4.1溫度傳感器溫度傳感器的原理是通過測(cè)量不同材料物體的溫度在不同環(huán)境條下件溫度變化的數(shù)值，根據(jù)被測(cè)物體所用材料的不同特性，來(lái)間接測(cè)量物體溫度的。膨脹、電阻、電容、電動(dòng)勢(shì)、磁場(chǎng)性能、頻率、光學(xué)特性及熱噪聲等是影響溫度傳感器溫度發(fā)生變化的主要物理因素。4.1.1溫度傳感器的分類溫度傳感器分為兩種，第一種是接觸式溫度傳感器，它需要和被測(cè)物質(zhì)保持接觸，通過兩種物質(zhì)的熱交換來(lái)達(dá)到相同溫度；第二種是非接觸式溫度傳感器，它僅使用和被測(cè)物質(zhì)的熱輻射或?qū)α鬏椛鋵囟葌鞯綔囟葌鞲衅鳎恍枰捅粶y(cè)物體接觸，即可完成溫度的測(cè)量。4.1.2溫度傳感器的選用我所選用的溫度傳感器是DS18B20，選擇它是因?yàn)轶w積小、集成度高、價(jià)格低廉、抗干擾性能好，還可以輸出數(shù)字信號(hào)，也能應(yīng)用在小范圍的測(cè)量領(lǐng)域內(nèi)。它的接線方便，封裝成形后有不同的樣式：比如管道式、螺紋式、磁鐵吸附式、不銹鋼封裝式，根據(jù)我們不同的需求，可以挑選不同的外觀類型，滿足我們的設(shè)計(jì)要求。圖4.1溫度傳感器DS18B20DS18B20是單口線通信，所以連接口線只有一條，僅可以利用總線就完成供電，供電的電壓范圍為3.0V～5.5V，能夠測(cè)量的溫度范圍為-55℃～+125℃。4.2液晶顯示屏液晶顯示模塊的結(jié)構(gòu)是由LCD屏幕、LED背光板和PCB板組成。液晶顯示的原理是背光燈組件有均勻的光源，光源從液晶顯示屏映入眼睛是新型平板顯示器件。顯示器中的液晶體不發(fā)光，控制外部光的通過量。當(dāng)液晶分子外部有光線通過時(shí)，液晶分子的排列方式不同，使光線通過的量不同，屏幕的亮暗就不同，還可以通過控制光源來(lái)顯示出的想要的文字、圖形。屏幕和背光燈組裝在PCB板面上，就完成了整塊屏幕模塊。4.2.1顯示屏的選用我所選擇的是中文漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊LCD12864，數(shù)字12864是指LCD的屏幕分辨率為128×64，簡(jiǎn)單地理解為128行64列，它內(nèi)部設(shè)定了8192個(gè)中文漢字（16×16點(diǎn)陣）和128個(gè)字符（8×16點(diǎn)陣），具有4位并行或8位并行兩種模式，串行多種接口方式有2線或3線，還擁有64×256點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM），不僅可以顯示漢字，還可以顯示圖形，構(gòu)成中文人機(jī)交互圖形界面。它的特點(diǎn)是接口方式靈活，操作簡(jiǎn)便、功耗低、電壓低。液晶顯示模塊比起同類型的圖形點(diǎn)陣液晶模塊，擁有硬件電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、顯示程序清晰、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。圖4.2LCD12864液晶顯示屏引腳4.2.2LCD12864參數(shù)表4.1LCD12864參數(shù)顯示容量4行8列共32個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字、4行16列共64個(gè)ASCII字符工作電壓范圍4.5~5V顯示顏色藍(lán)屏/灰屏/黃綠LCD類型STN、半透、正顯與MCU接口8/4位并行，或者3位串行屏幕尺寸93mm×70mm×12.5mm（長(zhǎng)寬高）多重模式光標(biāo)顯示、畫面移動(dòng)、自定義字符、睡眠模式等圖4.3液晶顯示屏PCB板實(shí)物4.3電磁線圈電磁加熱器能將電能轉(zhuǎn)換為熱能，利用的就是電磁感應(yīng)原理。電磁控制器將電流性質(zhì)通過交—直轉(zhuǎn)換，最后轉(zhuǎn)換為變?yōu)槎Ш掌澋母哳l高壓電，高頻電流在線圈內(nèi)高頻變化，交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的交變磁力線，在鐵、鈷、鎳等金屬內(nèi)產(chǎn)生很多渦流，讓金屬材料高速發(fā)熱，加熱目的可以實(shí)現(xiàn)。在電磁感應(yīng)加熱中，電磁感應(yīng)加熱線圈對(duì)電磁加熱器的影響是非常大的，根據(jù)用戶不同的要求，制定不同技術(shù)參數(shù)的電磁感應(yīng)線圈制作方法，主要有這三種圓形繞法、盤繞法、訂制線盤纏繞法。線圈的纏繞方式也是多種多樣的，我們可以根據(jù)自己的需求纏繞不同的方式，以此完成我們的加熱需求。線圈要用耐溫高溫線來(lái)繞制，還要能夠防火阻燃。同時(shí)我們還需要一個(gè)主機(jī)來(lái)控制電流的強(qiáng)度進(jìn)而來(lái)控制診療強(qiáng)度。圖4.4主機(jī)和電磁線圈實(shí)物4.4電磁繼電器電磁繼電器由鐵芯、銜鐵、電磁線圈、復(fù)位彈簧和觸點(diǎn)等部分構(gòu)成，是一種電控件，它有兩部分回路，分別是輸入回路和輸出回路，是自動(dòng)控制電路中的常見元器件，他所控制的電流較小，所以不需要滅弧裝置?？梢栽陔娐分衅鹱詣?dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。4.4.1工作原理低壓控制電路開關(guān)閉合，電磁線圈通電以后，鐵心中由于電流的流過會(huì)產(chǎn)生磁通，銜鐵受到吸力便會(huì)通電吸合，動(dòng)靜觸點(diǎn)吸合，斷開控制開關(guān)，電流減小到消失，磁通減少，吸力減小，這時(shí)銜鐵就會(huì)斷開，被控制電路斷開。4.4.2電磁繼電器的分類及選型（1）電流繼電器電流繼電器以電流為輸入信號(hào)，線圈和被測(cè)電路串聯(lián)，通過測(cè)量電路中電流來(lái)進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作。（2）電壓繼電器電壓繼電器以電壓為輸入信號(hào)，線圈和被測(cè)電路并聯(lián)，其特點(diǎn)是線圈匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。（3）中間繼電器中間繼電器也是電壓繼電器。特點(diǎn)是觸點(diǎn)數(shù)量較多、容量大、靈敏性高。當(dāng)其他繼電器的觸點(diǎn)數(shù)量、容量不夠時(shí)，連接中間繼電器來(lái)擴(kuò)大觸點(diǎn)的數(shù)量和容量，起到進(jìn)行中間轉(zhuǎn)換的效果。我選擇的中間繼電器是通靈JQC-3FF-S-Z，它的電壓為5V，工作電壓65mA，觸發(fā)電壓0-3.5V，觸發(fā)電流2mA，采用雙面FR-4線路板設(shè)計(jì)，采用貼片工藝生產(chǎn)，具有電源和繼電器動(dòng)作指示，吸合亮，斷開不亮，繼電器可以直接控制設(shè)備和負(fù)載，使用藍(lán)色KF301端子接控制線更方便。圖4.5電磁繼電器模型圖4.4.3電磁繼電器的應(yīng)用電磁繼電器被應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)和短路保護(hù)中、電子通信設(shè)備中、電鈴鐺中、各類欠電壓、過電壓、零電壓繼電器中，說(shuō)簡(jiǎn)單點(diǎn)他就是一個(gè)開關(guān)，利用電磁鐵來(lái)完成控制：（1）用低電壓控制高電壓、弱電流控制強(qiáng)電流;（2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操縱和自動(dòng)控制。4.5硬件仿真軟件PROTEUSProteus軟件是英國(guó)LabCenterElectronics公司出版的EDA工具軟件，已經(jīng)被廣泛使用了20年了，全球化程度比較高。它的器件庫(kù)多達(dá)30種，主流芯片都可以操作仿真，還具備雙向異步通信的功能，我們僅通過關(guān)鍵字搜索就可查找到想要的器件，還支持各種信號(hào)源的輸入，包括多達(dá)13種的虛擬儀器，使仿真顯示更加生動(dòng)具體，將線路的輸出變化通過圖形的方式顯示，另外還可以測(cè)試模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是比較好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具，飽受單片機(jī)愛好者、教師、研究機(jī)構(gòu)、開發(fā)應(yīng)用人員的青睞。圖4.6ROTEUS仿真界面Proteus是英國(guó)的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。4.5.1電路仿真在Proteus完成原理圖繪制后，將目標(biāo)代碼文件編譯完成，生成頭文件*.HEX，不僅可以看到運(yùn)行的結(jié)果，還可以在軟件中看到軟件的運(yùn)行狀態(tài)，我們可以將仿真內(nèi)容進(jìn)行過程行記。首先我們打開Proteus軟件，在打開的初始界面中只有面包板，我們需要自己查找添加元件。首先打開左邊的元器件庫(kù)，將我們本次仿真實(shí)驗(yàn)需要的元件逐個(gè)添加到左側(cè)小框內(nèi)，注意選擇正確的型號(hào)進(jìn)行添加。根據(jù)之前設(shè)計(jì)好的原理圖，按照思路將元件逐一放置在軟件的面包板上，然后使用編譯好的目標(biāo)文件，也就是我們的程序指令，添加到主控芯片內(nèi)，開始仿真。點(diǎn)擊左下方的紅色三角形標(biāo)志，就可以看到仿真結(jié)果啦目前電路仿真是我們制作設(shè)計(jì)電路的第一步，它可以模擬我們的設(shè)計(jì)電路在一定情況下的運(yùn)行情況，我們可以免去真實(shí)元件測(cè)試的各種負(fù)面結(jié)果，大大的降低了成本，同時(shí)可以在短時(shí)間內(nèi)得到我們想要的設(shè)計(jì)結(jié)果?？梢钥s短我們的設(shè)計(jì)時(shí)間、減少設(shè)計(jì)費(fèi)用、更能降低工程制造的風(fēng)險(xiǎn)。使用Proteus軟件為單片機(jī)做系統(tǒng)仿真，可以使計(jì)算機(jī)和單片機(jī)相結(jié)合，這樣不僅鍛煉了我們的電路設(shè)計(jì)技術(shù)，更提高了我們的實(shí)際操作技術(shù)。4.5.2電路仿真圖圖4.6PROTEUS仿真電路圖（1）按鍵模塊圖4.7按鍵模塊（2）電源模塊圖4.8電源模塊（3）單片機(jī)芯片圖4.9單片機(jī)芯片（4）液晶顯示屏圖4.10液晶顯示模塊4.6硬件組裝實(shí)物圖4.11硬件組裝完成

結(jié)論診療儀的主要功能是需要實(shí)現(xiàn)磁診療儀定時(shí)設(shè)置、參數(shù)顯示、溫度測(cè)量、溫度報(bào)警功能，通過度傳感器模塊完成溫度檢測(cè)功能，利用單片機(jī)的時(shí)鐘電路計(jì)算出診療時(shí)間，溫，利用電磁繼電器模塊完成線圈部分啟動(dòng)，理由按鍵進(jìn)行定時(shí)設(shè)置，如有溫度超過閾值，利用蜂鳴器來(lái)發(fā)聲報(bào)警。單片機(jī)是診療儀的核心元件，它的性能和品質(zhì)決定了診療儀的整體使用效果。本文分析了國(guó)內(nèi)外磁診療儀的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的高可靠性并具有較強(qiáng)擴(kuò)展性的磁診療儀。磁診療儀由硬件開發(fā)平臺(tái)、軟件開發(fā)平臺(tái)和實(shí)物所組成，本設(shè)計(jì)是基于PLC單片機(jī)的。本課題的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和測(cè)試結(jié)果如下：開關(guān)電源設(shè)備、單片機(jī)的控制電路、電磁感應(yīng)加熱設(shè)備、液晶顯示設(shè)備、溫度報(bào)警設(shè)備等。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，選擇STC89C52系列單片機(jī)作為主要的控制芯片，選擇C語(yǔ)言進(jìn)行軟件編程，論文對(duì)平臺(tái)化醫(yī)用冷柜溫度控制器接口功能模塊進(jìn)行了設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)通信接口、信號(hào)處理電路、電池管理電路、繼電器驅(qū)動(dòng)電路、AD轉(zhuǎn)換接口等設(shè)計(jì)。

附錄一單片機(jī)程序#include<reg51.h>#include<intrins.h>//重定義關(guān)鍵詞//#ifndefuchar#defineucharunsignedchar#endif#ifndefuint#defineuintunsignedint#endif#defineLCD_dataP0//數(shù)據(jù)口 sbitLCD_RS=P3^5;//寄存器選擇輸入sbitLCD_RW=P3^6;//液晶讀/寫控制sbitLCD_EN=P3^4;//液晶使能控制sbitLCD_PSB=P3^7;//串/并方式控制sbitrelay=P1^0;sbitbeep=P2^3;sbitDUA=P2^6;sbitWEI=P2^7;sbitK1=P3^0;sbitK2=P3^1;sbitK3=P3^2;sbitK4=P3^3;charTime,sec,min=10,state;ucharcodedis1[]={"溫度：℃"};ucharcodedis2[]={"倒計(jì)時(shí)："};//ucharcodedis3[]={"溫度正常"};//ucharcodedis4[]={"溫度異常"};ucharcodedis3[]={"溫度OK"};ucharcodedis4[]={"溫度Err"};sbitDSPORT=P2^2;voidDelay1ms(unsignedint);unsignedcharDs18b20Init();voidDs18b20WriteByte(unsignedcharcom);unsignedcharDs18b20ReadByte();voidDs18b20ChangTemp();voidDs18b20ReadTempCom();intDs18b20ReadTemp();#definedelayNOP();{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();};voidLcdDisplay(int);voidDelay10ms(unsignedintc)//誤差0us{unsignedchara,b;for(;c>0;c--)for(b=38;b>0;b--)for(a=130;a>0;a--);}/*******************************************************************//**//*延時(shí)函數(shù)*//**//*******************************************************************/voiddelay(intms){while(ms--) {uchari; for(i=0;i<250;i++) { _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } }} /*******************************************************************//**//*檢查L(zhǎng)CD忙狀態(tài)*//*lcd_busy為1時(shí)，忙，等待。lcd-busy為0時(shí),閑，可寫指令與數(shù)據(jù)。*//**//*******************************************************************/bitlcd_busy(){bitresult;LCD_RS=0;LCD_RW=1;LCD_EN=1;delayNOP();result=(bit)(P0&0x80);LCD_EN=0;return(result);}/*******************************************************************//**//*寫指令數(shù)據(jù)到LCD*//*RS=L，RW=L，E=高脈沖，D0-D7=指令碼。*//**//*******************************************************************/voidlcd_wcmd(ucharcmd){while(lcd_busy());LCD_RS=0;LCD_RW=0;LCD_EN=0;_nop_();_nop_();P0=cmd;delayNOP();LCD_EN=1;delayNOP();LCD_EN=0;}/*******************************************************************//**//*寫顯示數(shù)據(jù)到LCD*//*RS=H，RW=L，E=高脈沖，D0-D7=數(shù)據(jù)。*//**//*******************************************************************/voidlcd_wdat(uchardat){while(lcd_busy());LCD_RS=1;LCD_RW=0;LCD_EN=0;P0=dat;delayNOP();LCD_EN=1;delayNOP();LCD_EN=0;}/*******************************************************************//**//*LCD初始化設(shè)定*//**//*******************************************************************/voidlcd_init(){LCD_PSB=1;//并口方式lcd_wcmd(0x34);//擴(kuò)充指令操作delay(5);lcd_wcmd(0x30);//基本指令操作delay(5);lcd_wcmd(0x0C);//顯示開，關(guān)光標(biāo)delay(5);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內(nèi)容delay(5);}/*********************************************************//**//*設(shè)定顯示位置*//**//*********************************************************/voidlcd_pos(ucharX,ucharY){ucharpos;if(X==0){X=0x80;}elseif(X==1){X=0x90;}elseif(X==2){X=0x88;}elseif(X==3){X=0x98;}pos=X+Y;lcd_wcmd(pos);//顯示地址}/********************************************************************************函數(shù)名:main*函數(shù)功能 :主函數(shù)*輸入:無(wú)*輸出 :無(wú)*******************************************************************************/voidmain(){ inti,ttt; floattp; DUA=0; WEI=0; tp=Ds18b20ReadTemp(); Delay10ms(100); lcd_init();//初始化LCD lcd_wcmd(0x01); lcd_pos(0,1);//設(shè)置顯示位置為第一行的第1個(gè)字符 i=0; while(dis1[i]!='\0') {//顯示字符 lcd_wdat(dis1[i]); i++; } lcd_pos(2,0); //設(shè)置顯示位置為第3行的第1個(gè)字符 i=0; while(dis2[i]!='\0') { lcd_wdat(dis2[i]);//顯示字符 i++; } tp=Ds18b20ReadTemp(); TMOD=0x01; //定時(shí)器0方式1 TH0=(65536-50000)/256; //定時(shí)器0：50ms TL0=(65536-50000)%256; EA=1; ET0=1;TR0=1; while(1) { if(ttt>=100) { ttt=0; LcdDisplay(Ds18b20ReadTemp()); } ttt++; lcd_pos(3,0); //設(shè)置顯示位置為第4行的第1個(gè)字符 lcd_wdat('0'+min/10%10); lcd_wdat('0'+min%10); lcd_wdat(':'); lcd_wdat('0'+sec/10%10); lcd_wdat('0'+sec%10); if(state==0) { if(K1==0)//按鍵按下 { Delay10ms(1);//延時(shí)消抖 if(K1==0)//按鍵按下 { Time=0; sec=0; min=min+5; if(min>30) min=30; while(K1==0);//等待按鍵松開 } } if(K2==0)//按鍵按下 { Delay10ms(1);//延時(shí)消抖 if(K2==0)//按鍵按下 { Time=0; sec=0; min=min-5; if(min<10) min=10; while(K2==0);//等待按鍵松開 } } } if(K3==0) { relay=0; state=1; } if(K4==0) { relay=1; state=0; } }}voidTimer0()interrupt1{ TH0=(65536-50000)/256; //恢復(fù)定時(shí)器0初值 TL0=(65536-50000)%256; if(state==1) { Time++; if(Time>=20) //50ms*20=1s轉(zhuǎn)換狀態(tài) { Time=0; sec--; if(sec<0) { if(min==0) { sec=0; state=0; relay=1; } if(min>0) { sec=59; min--; } } } }}voidLcdDisplay(inttemp) //lcd顯示{//inti; unsignedchardatas[]={0,0,0,0,0};//定義數(shù)組 floattp; if(temp<0) //當(dāng)溫度值為負(fù)數(shù) { lcd_pos(0,3);//設(shè)置顯示位置為第一行的第4個(gè)字符 lcd_wdat('-'); //顯示負(fù) //因?yàn)樽x取的溫度是實(shí)際溫度的補(bǔ)碼，所以減1，再取反求出原碼 temp=temp-1; temp=~temp; tp=temp; temp=tp*0.0625*100+0.5; //留兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)就*100，+0.5是四舍五入，因?yàn)镃語(yǔ)言浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為整型的時(shí)候把小數(shù)點(diǎn) //后面的數(shù)自動(dòng)去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是進(jìn)1了，小于0.5的就 //算由?.5，還是在小數(shù)點(diǎn)后面。 } else { lcd_pos(0,3);//設(shè)置顯示位置為第一行的第4個(gè)字符 lcd_wdat('+'); //顯示正 tp=temp;//因?yàn)閿?shù)據(jù)處理有小數(shù)點(diǎn)所以將溫度賦給一個(gè)浮點(diǎn)型變量 //如果溫度是正的那么，那么正數(shù)的原碼就是補(bǔ)碼它本身 temp=tp*0.0625*100+0.5; //留兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)就*100，+0.5是四舍五入，因?yàn)镃語(yǔ)言浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為整型的時(shí)候把小數(shù)點(diǎn) //后面的數(shù)自動(dòng)去掉，不管是否大于0.5，而+0.5之后大于0.5的就是進(jìn)1了，小于0.5的就 //算加上0.5，還是在小數(shù)點(diǎn)后面。 } datas[0]=temp/10000; datas[1]=temp%10000/1000; datas[2]=temp%1000/100; datas[3]=temp%100/10; datas[4]=temp%10; lcd_wdat('0'+datas[1]);//十位 lcd_wdat('0'+datas[2]);//個(gè)位 lcd_wdat('.'); //顯示‘.’ lcd_wdat('0'+datas[3]);//顯示小數(shù)點(diǎn) if(temp>=4000) { beep=0; lcd_pos(1,1);//設(shè)置顯示位置為第2行的第1個(gè)字符 lcd_wdat('E'); lcd_wdat('r'); lcd_wdat('r'); lcd_wdat('o'); lcd_wdat('r'); } else { beep=1; lcd_pos(1,1);//設(shè)置顯示位置為第2行的第1個(gè)字符 lcd_wdat(''); lcd_wdat('O'); lcd_wdat('K'); lcd_wdat(''); lcd_wdat(''); } }/********************************************************************************函數(shù)名:Delay1ms*函數(shù)功能 :延時(shí)函數(shù)*輸入:無(wú)*輸出 :無(wú)*******************************************************************************/voidDelay1ms(unsignedinty){ unsignedintx; for(y;y>0;y--) for(x=110;x>0;x--);}/********************************************************************************函數(shù)名:Ds18b20Init*函數(shù)功能 :初始化*輸入:無(wú)*輸出 :初始化成功返回1