【正文】 人體腿部感受不到后（此時(shí)便認(rèn)為氣體已經(jīng)放光），再次對(duì)剛剛放氣完畢的氣囊快速充氣，同時(shí)使已經(jīng)充氣到一定壓力的氣囊開始放氣。 圖 11 腿部氣動(dòng)按摩儀的外觀結(jié)構(gòu) 充氣腿套是由 4條密閉氣囊組成的，被固定在患者下肢。 充氣腿套主要是由 4條帶有電磁閥控制的氣囊構(gòu)成，它的制作要求比較高，要符合密封、輕便、舒適、美觀這四項(xiàng)要求。其內(nèi)部主要設(shè)計(jì)大致如下：電源電路；單片機(jī)最小系統(tǒng)；氣泵驅(qū)動(dòng)電路；電磁閥驅(qū)動(dòng)電路；快速自動(dòng)充氣泵；電磁閥；氣路連接部分。 氣泵驅(qū)動(dòng)電路：是由單 片機(jī)輸出控制信號(hào)來(lái)控制繼電器開合的電路，繼電器類型的選擇很重要，本系統(tǒng)選擇常開五個(gè)引腳的繼電器，當(dāng)繼電器閉合時(shí)，氣泵開始工作，在電磁閥的控制下為預(yù)定的氣囊開始充氣。 快速充氣泵：氣泵的選擇很重要，需要考慮到工作電壓、工作電流、噪音的大小、耐壓情況和氣孔孔徑尺寸等，其中尤其需注意氣孔孔徑尺寸的選擇，因?yàn)檫@一 因素同時(shí)也是氣路連接設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要因素 ,利用快速自動(dòng)充氣泵對(duì)充氣腿套內(nèi)的氣囊進(jìn)行快速充氣，由于速度比較快，可減少靜脈受到較長(zhǎng)時(shí)間的擠壓可能出現(xiàn)的淤血現(xiàn)象，充氣泵是該裝置最主要的動(dòng)力系統(tǒng)，直接影響到治療的效果，因此選擇時(shí)應(yīng)較慎重。 氣路連接部分：是整個(gè)系統(tǒng)的第二大核心組成部分，其中氣路的密閉性，氣 5 路的孔徑尺寸，氣路設(shè)計(jì)的連接以及氣流流向的控制等都在很大程度上影響了整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。 適應(yīng)性強(qiáng)：因其便攜性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于不同行業(yè)，比如教師、司機(jī)；適用于不同人群，男女老少皆宜；適用于不同工薪階層，從白領(lǐng)到藍(lán)領(lǐng)皆宜。整個(gè)系統(tǒng)由 12V 的開關(guān)電源供電，電源電路是利用 LM7805 將 12V電壓降為直流 5V電壓為單片機(jī)供電，系統(tǒng)上電開始工作后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，采用內(nèi)部時(shí)鐘電路產(chǎn)生時(shí)鐘，單片機(jī)的 引腳輸出高電平使三極管 Q1 導(dǎo)通，繼電器閉合， P2 接口通電，驅(qū)動(dòng)氣泵開始充氣，與此同時(shí)，單片機(jī)的 引腳也輸出高電平使三極管 Q2 導(dǎo)通，繼電器閉合， P3 接口通電，驅(qū)動(dòng)電磁閥 1 開始工作，為第 3氣囊充氣。 電源電路的電路圖如圖 22： 12P1Header 212V 5VS1SWSPST220uFC1C3Vin1GND2+5V3U17805220uFC2C4GND 圖 22 腿部氣動(dòng)按摩儀的電源電路 系統(tǒng)直接采用 DC12V2A 的開關(guān)電源為系統(tǒng)供電，經(jīng) 7805 降壓為直流 5V為STC89C52RD 單片機(jī)供電。另外 STC89C52RD 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種 軟件 可選擇節(jié)電模式。 STC89C52RD 主要功能 STC89C52RD 主要功能如表 21： 表 21 STC89C52RD主 要功能 主要功能特性 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8K 可反復(fù)擦寫 Flash ROM 32 個(gè)雙向 I/O 口 256X8bit 內(nèi)部 RAM 3 個(gè) 16 位可編程定時(shí) /計(jì)數(shù)器中斷 時(shí)鐘頻率 024MHz 2 個(gè)串行中斷 可編程 UART 串行通道 2 個(gè)外部中斷源 共 6 個(gè)中斷源 2 個(gè)讀寫中斷口線 3 級(jí)加密位 低功耗空閑和掉電模式 軟件設(shè)置睡眠和喚醒功能 STC89C52RD 引腳介紹 ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源 GND(Pin20)：接地線 10 ②外接晶振引腳（ 2根 ） XTAL1(Pin19)：片內(nèi)振蕩電路的輸入端 XTAL2(Pin20)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端 ③控制引腳（ 4根） RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn) 2 個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 單片機(jī) 最小系統(tǒng)的電路圖如圖 23： 11 10pFC510pFC7GND5VGND5V1234567813121514EA/VPP31X119X218RESET9171632333435363738392122232425262728VCC40GND201011ALE/PROG30PSEN29U2c51VALVE1VALVE25VRSTX1X2X2X1PUMPRST10KR2GND時(shí)鐘電路復(fù)位電路10uFC6Y112M 晶體 圖 23 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 其中 、 、 輸出的高低電平用來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路中繼電器的開合，進(jìn)而控制氣泵和電磁閥的工作狀態(tài)。 按鍵手動(dòng)復(fù)位有電平方式和脈沖方式兩種。時(shí)鐘可以由 內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。 外部方式的時(shí)鐘電路如圖 25（ b） 所示， RXD 接地， TXD 接外部振蕩器。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 PCB 結(jié)構(gòu)圖如圖 27： 14 圖 27 PCB結(jié)構(gòu)圖 15 3 腿部氣動(dòng)按摩儀的軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)概述 STC89C52RD 單片機(jī)上程序的燒寫方法是將單片機(jī)插到單片機(jī)開發(fā)板上，開發(fā)板上有集成 USB 轉(zhuǎn)串口芯片，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)電路時(shí)省去了設(shè)計(jì)往單片機(jī)里下載程序的部分。 系統(tǒng)程序流程圖 主程序流程圖如圖 31： PUMP= VALVE1= VALVE2= i=0 PUMP=1 VALVE1=1 VALVE2=0 延時(shí)子程序 1 1 PUMP=1 VALVE1=0 VALVE2=1 延時(shí)子程序 i=i+1 i10 21 21 開始 16 圖 31 主程序流程圖 延時(shí)程序流程圖如圖 32： 圖 32 延時(shí)程序流程圖 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的程序?yàn)椋? /* times2=1 Times1=1 延時(shí) 50000us times1=times1+1 times120 N times2=times2+1 Times210 N Y Y 結(jié)束 開始 17 名稱： IO口高低電平控制 內(nèi)容：利用 P1口控制氣泵和電磁閥工作 */ include //包含頭文件，一般情況不需要改動(dòng)，頭文件包含特殊功能寄存器的定義 sbit PUMP=P2^0。//函數(shù)聲明 void Delay2(unsigned int d)。i++) //加入 for 循環(huán)，表明 for 循環(huán)大括號(hào)中 //的程序循環(huán)執(zhí)行 10 次 { 18 PUMP=1。 //調(diào)用延時(shí)程序；更改延時(shí)數(shù)字可以更改延時(shí)長(zhǎng)度； //用于改變閃爍頻率 PUMP=1。 } //主循環(huán)中添加其他需要一直工作的程序 } } /* 延時(shí)函數(shù)，延時(shí) 10s。times2++) { for(times1=1。 } 20 4 腿部氣動(dòng)按摩儀的機(jī)械部分設(shè)計(jì) 機(jī)械部分設(shè)計(jì)概述 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是使一個(gè)自動(dòng)快速充氣泵為多個(gè)預(yù)先設(shè)定的氣囊充氣 ,因此需要用到電磁閥進(jìn)行氣路轉(zhuǎn)換。在壓強(qiáng)為 ，溫度為 20oC條件下，空氣的動(dòng)力粘度 6= 10 Pa s? ??，空氣的運(yùn)動(dòng)粘度 6 2= 10 /ms? ? ，氣管長(zhǎng)度 l =，氣管內(nèi)徑 d =5mm，氣管外徑 D =7mm，氣囊長(zhǎng)度 1l =28cm，氣囊寬度 2l =，氣囊充氣后的高度 3l =5cm。 可行性驗(yàn)證 由模型建立條件知，將氣囊內(nèi)空氣密度設(shè)定為 31/g cm 進(jìn)行計(jì)算。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。按電磁控制部分對(duì)換向閥推動(dòng)方式的不同，可以分為直動(dòng)式 電磁閥 和先導(dǎo)式 電磁閥 。其中 口和 口不同時(shí)輸出高電平或低電平，即在氣泵工作狀態(tài)下，電磁閥 1與電磁閥 2 必有其中一個(gè)處于工作狀態(tài)，另一個(gè)處于不工作狀態(tài)。 27 5 總結(jié)及展望 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，腿部氣動(dòng)按摩儀的基本功能得以實(shí)現(xiàn)。其中難點(diǎn)在于單片機(jī)上程序的書寫以及機(jī)械部分的設(shè)計(jì)。 腿部氣動(dòng)式按摩儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便、價(jià)格適中，既解決了普通家庭因?yàn)樨?fù)擔(dān)不起昂貴的美腿機(jī)而承受病痛的折磨，同時(shí)，又為緩解和預(yù)防腿部疲勞及靜脈曲張?zhí)峁┝诵碌姆椒ǎ钛a(bǔ)了目前只有彈力襪和普通藥物對(duì)腿部疾病預(yù)防領(lǐng)域的空白。10%12V 額定功率： W 工作壓力： 350 mmHg 氣密： 10 mmHg/minute 泄氣時(shí)間： 3 Second（ From 280mmHg to 15mmHg in a 500CC tank） 管徑： Φ 7 mm 尺寸： 26*24*65 mm 應(yīng)用領(lǐng)域： 二位三通閥， 廣泛應(yīng)用于按摩保健器材、醫(yī)療儀器設(shè)備等領(lǐng)域。在做這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)之前我們雖然學(xué)習(xí)過(guò) 51 單片機(jī)課程，但掌握的并不全面，經(jīng)過(guò)自我學(xué)習(xí)和同學(xué)的幫助，讓我更加深入了解了 STC89C52 單片機(jī) ,并且能進(jìn)行基本的模塊應(yīng)用。 感謝曾經(jīng)給予我關(guān)心和幫助的所有老師、同學(xué)和朋友們！