【正文】 exchanges examination。按摩機(jī)就是在這一背景下產(chǎn)生。 大規(guī)模集成電路為主的微型計(jì)算機(jī)――單片微型計(jì)算機(jī)（ Single chip microputer），簡稱單片機(jī)，又稱嵌入式微控制器（ Embedded microcontroller）。那么如何使自己心身健康呢？ 一、要正確認(rèn)識 “養(yǎng)德 ”與 “養(yǎng)身 ”的關(guān)系 我國許多傳統(tǒng)養(yǎng)生家早就認(rèn)為，人的壽命長短與德行素養(yǎng)是密切相關(guān)的。 國外科學(xué)家通過大量調(diào)查也發(fā)現(xiàn)，良好的品德有助于健康。由此看來，“養(yǎng)德 ”與 “養(yǎng)身 ”確實(shí)是 密不可分的。朝氣、銳氣、正氣，是一種氣質(zhì)、一種精神、一種境界。只要我們永葆朝氣蓬勃的精神面貌，心身定能健康，精力定能旺盛，壽命定能延長。 “正氣 ”即 剛直的氣節(jié)，通常指正確的輿論和良好的風(fēng)氣。知足是一種境界，一種對洞悉世事以后的正確取舍自我行為的理性的智慧的表 達(dá)。要常修為政之德、常思貪欲之害、常懷律己之心。 隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們物質(zhì)生活水平的逐步提高及人們的健康的需要，各種保健按摩服務(wù)行業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。 近年來，國內(nèi)外的 一些實(shí)踐表明，它為創(chuàng)造優(yōu)異的運(yùn)動成績所起的作用和意義已越來越顯得重要了。 訓(xùn)練前按摩 運(yùn)動訓(xùn)練前的按摩，要求幫助運(yùn)動員提高訓(xùn)練作業(yè)的能力；幫助促進(jìn)身體素質(zhì)的發(fā)展，有得于預(yù)防疾病，促進(jìn)人體各系統(tǒng)的器官都動員起來，以適應(yīng)即將參加的運(yùn)動活動。通常在起賽前 15 — 30 分鐘完成。這將影響運(yùn)動員參加競賽時(shí)所必須的良好競技狀態(tài)。通常要進(jìn)行 20 分鐘，或更長的時(shí)間。但是，在內(nèi)環(huán)境各機(jī)能系統(tǒng)達(dá)到平衡的過程中，有時(shí)出現(xiàn)遲緩環(huán)節(jié)，一般的表現(xiàn)有：精神過度緊張，失眠，肌肉緊張，疲勞等。我們通常采用的手法，有撫摩、揉捏、推壓、振動和抖動等。在訓(xùn)練后休息 1 — 2 小時(shí)或更長的時(shí)間后進(jìn)行。使用揉捏、推壓、搖晃、抖動等手法，用力是由重到輕。運(yùn)動員睡醒之后，便會精神飽滿，全身舒適。的確，按摩機(jī)的市場和前景已經(jīng)毋庸置疑 ，迫在眉 睫。本設(shè)計(jì)即利用了直流電機(jī) PWM 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了電機(jī)調(diào)速控制，同時(shí)用到了 LED驅(qū)動與 控制技術(shù)和交流檢測技術(shù)完成控制系統(tǒng)所需實(shí)現(xiàn)功能。 2) 快慢按摩，此種方式用戶可通過設(shè)定速度檔來改變按摩機(jī)振動速度，但此種方式按摩機(jī)以快速和慢速振動交替進(jìn)行。 3. 用戶可根據(jù)個(gè)人喜好利用按鍵調(diào)節(jié)速度檔次以及按摩方式。圖 11 所示為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，包括按鍵輸入與 LED指示、蜂鳴器提示輸出、交流信號檢測、供電電源處理、氖燈指示和電動機(jī)控制。其中，數(shù)碼管顯示按摩振速，發(fā)光二極管顯示按摩方式。氖燈只在按摩機(jī)工作時(shí)發(fā)光，否則熄滅。 5. 電源部分。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架構(gòu)建并劃分了系統(tǒng)的整體功能模塊，但是在硬件實(shí)現(xiàn)和 軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了合理布線和優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)，并不嚴(yán)格按照這種頂層的模塊劃分來完成電路和程序。為 求得改善，隨機(jī) PWM 方法應(yīng)運(yùn)而生。 脈沖寬度調(diào)制技術(shù)最初是在無線電技術(shù)中用于信號的調(diào)制，后來在電機(jī)調(diào)速中得到了很好的應(yīng)用。 從最初采用模擬電路完成三角調(diào)制波和參考正弦波比較，產(chǎn)生正弦脈寬調(diào)制SPWM 信號以控制功率器件的開關(guān)開始，到目前采用全數(shù)字化方案，完成優(yōu)化的實(shí)時(shí)在線的 PWM 信號輸出，可以說直到目前為止， PWM 在各種應(yīng)用場合仍在主導(dǎo)地位，并一直是人們研究的熱點(diǎn)。正弦 PWM 已為人們所熟知，而旨在改善輸出電壓、電流波形，降低電源系統(tǒng)諧波的多重 PWM 技術(shù)在大功率變頻器中有其獨(dú)特的優(yōu)勢（如ABB， ACS1000 系列和美國 ROBICON 公司的完美無諧波系列等）；而優(yōu)化 PWM 所追求的則是實(shí)現(xiàn)電流諧波畸變率（ THD）最小，電壓利用率最高，效率最優(yōu)，及轉(zhuǎn)矩脈動最小以及其它特定優(yōu)化目標(biāo)。直流 PWM 調(diào)速系統(tǒng)作為一種新技術(shù)，發(fā)展迅速，應(yīng)用日益廣泛，特別在中、小容量的系統(tǒng)中，已取代 VM 系統(tǒng)成為主要的直流調(diào)速方式。 直流雙極式可逆 PWM 調(diào)速系統(tǒng)的組成見附錄 1。 直流電動機(jī)驅(qū)動方式 由上述可知控制原理包括直流電動機(jī)驅(qū)動方式的選擇和調(diào)速控制原理。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直流電機(jī) PWM調(diào)速控制原理 10 而功率較大的電動機(jī)的主電路需要采用三相以上電源，這種情況一般都有整流變壓器，相數(shù)和接法 有多種，大部分采用三相橋式連接。電動機(jī)反轉(zhuǎn)和變速時(shí)，要求快速響應(yīng)，負(fù)載變動時(shí)也要求快速恢復(fù)到原來速度，因此，希望在逆變運(yùn)行時(shí)把電動機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行的能量饋送給電源。 因?yàn)椴捎镁чl管器件把交流電源變?yōu)橹绷麟娫磿r(shí)，電路相數(shù)、負(fù)載性質(zhì)的不同，所以會產(chǎn)生不同的脈動電流。 了解了本次設(shè)計(jì)直流電機(jī)驅(qū)動方式所要注意的類容，接下來關(guān)注直流電機(jī) PWM調(diào)速和控制技術(shù)。 東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 直流電機(jī) PWM調(diào)速控制原理 11 圖 21 直流電機(jī)調(diào)速原理 由公式 21 可知，用單片機(jī)對直流電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，可 通過改變磁通量或電壓來完成。在電路實(shí)現(xiàn)上，將脈沖輸入連接至 MOSFET 管的源極，并利用極間壓降完成 PWM 調(diào)試，如圖 21 所示 [5]。 調(diào)速其實(shí)就是控制導(dǎo)通角，利用觸發(fā)脈沖的導(dǎo)通位置控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。這樣便實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的調(diào)速 [8]。中斷模塊查表后發(fā)生延時(shí)，并產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，控制速度，并且雙向可控硅在門極驅(qū)動，當(dāng)負(fù)可控硅兩端達(dá)到設(shè)定值后，即使觸發(fā)脈沖消失，同樣可以導(dǎo)通 [9]。 圖 31 供電電路 根據(jù)電子線路知識，假設(shè) C1=1 F? ，那么交流 C1 的阻抗 Z=1/2 ??f C=3184? 。 系統(tǒng)所選用單片機(jī)簡介 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域正發(fā)揮越來越重要的作用。要求學(xué)生在首先學(xué)好單片機(jī)原理的基礎(chǔ)上，重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，具有一定的實(shí)際動手操作能力。 一、單片機(jī)的特點(diǎn) ： 1 、具有優(yōu)異的性能價(jià)格比 2 、集成度高、體積小、可靠性高 3 、控制功能強(qiáng) 4 、低電壓、低功耗 二、單片機(jī)的應(yīng)用 ： 1 、在智能儀器儀表中的應(yīng)用：在各類儀器儀表中引入單片機(jī)，使儀器儀表智能化，提高測試的自動化程度和精度，簡化儀器儀表的硬件結(jié)構(gòu)，提高其性能價(jià)格比。 5 、在其它方面的應(yīng)用：單片機(jī)除以上各方面的應(yīng)用，它還廣泛應(yīng)用于辦公自動化領(lǐng)域、商業(yè)營銷領(lǐng)域、汽車及通信、計(jì)算機(jī)外部設(shè)備、模糊控制等各領(lǐng)域中。在訪問片外存儲器時(shí)，它分時(shí)作低 8 位地址和 8 位雙向數(shù)據(jù)總線用。 P1. 0 ~P1. 7 （ 1~8 腳）： P1 是一上帶內(nèi)部上拉電 阻的 8 位雙向 I/O 口。 ~ （ 21~28 腳）： P2 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3. 0 ~P3. 7 （ 10~17 腳）： P3 也是一上帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口。采用的技術(shù)方案的好與壞直接影響系統(tǒng)的可操作性和安全性，以及后續(xù)設(shè)計(jì)工作的展開和進(jìn)行。 五、 系統(tǒng)的擴(kuò)展和配置應(yīng)遵循以下原則： 1. 盡可能選擇典型電路，并符合單片機(jī)常規(guī)用法。硬件結(jié)構(gòu)與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件實(shí)殃，以簡化硬件結(jié)構(gòu)。 5. 可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)必不可少的一部分，它包括芯片、器件選擇、去耦濾波、 印刷電路板布線、通道隔離等。系統(tǒng)器件越多，器件之間相互干擾也越強(qiáng)，功耗也增大，也不可避免地降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其計(jì)數(shù)初值： X=M 計(jì)數(shù)值 2 、定時(shí)工作方式時(shí) 定時(shí)工作方式時(shí)，因?yàn)橛?jì)數(shù)脈沖由內(nèi)部供給，是對機(jī)器周期進(jìn)行計(jì)數(shù)，故計(jì)數(shù)脈沖頻率為 f cont =f osc 1/12 、計(jì)數(shù)周期 T=1/f cont =12/f osc 定時(shí)工作方式的計(jì)數(shù)初值 X 等于： X=M 計(jì)數(shù)值 =Mt/T=M （ f osc t ） /12 式中： f osc 為振蕩器的振蕩頻率， t 為要求定時(shí)的時(shí)間 [15]。并有四種操作模式： 1 、模式 0 ： 13 位計(jì)數(shù)器， TLi 只用低 5 位。 MCS51 有 5 個(gè)中斷源，可分為 2 個(gè)中斷優(yōu)先級，即高優(yōu)先級和低優(yōu)先級，中斷自然優(yōu)先級： 外部中斷 0 ；定時(shí)器 0 中斷 ； 部中斷 1 ；定時(shí)器 1 中斷 ； 串行口中斷 ；定時(shí)器 2 中斷 （ 1 ）同級或高優(yōu)先級的中斷正在進(jìn)行中； （ 2 ）現(xiàn)在的機(jī)器周期還不是執(zhí)行指令的最后一上機(jī)器周期，即正在執(zhí)行的指令還沒完成前不響應(yīng)任何中斷； （ 3 ）正在執(zhí)行的是中斷返回指令 RET1 或是訪問專用寄存器 IE 或 IP 的指令，換而言之，在 RETI 或者讀寫 IE 或 IP 之后，不會馬上響應(yīng)中斷請求，至少要在執(zhí)行其它一要指令之扣才會響應(yīng)。該方式是以 8 位數(shù)據(jù)為一幀，沒有起始位和停止位，先發(fā)送或接收最低位。 方式 3 ：方式 3 與方式 2 完全類似，唯一的區(qū)別是方式 3 的小組特率是可變的。本方案選用了具有 51 核的單片機(jī) EM78P156E，EM78P156E 屬于臺灣義隆公司 EM78 系列單片機(jī)之一，其指令集與傳統(tǒng)的 51 單片機(jī)的指令集是一樣的，但 I/O 為推挽結(jié)構(gòu)，能夠直接驅(qū)動 LED。程序代碼可用 EMC 編程器寫入芯片。 3. 工作溫度范圍為 070℃。典型的 3V/32kHz 工作條件 ,電流小于 15 A? 。 8. 一個(gè)配置寄存器以滿足用戶不同要求。 11. 2 個(gè)雙向 I/O 管腳。 工作條件下電流小于 ? 3V/32K 條件下電流典型值為 15μA ? 休眠模式下電流典型值為 1μA 1K13 位片內(nèi) ROM 有一個(gè)安全寄存器保護(hù)程序不被讀出 有一個(gè)結(jié)構(gòu)寄存器滿足用戶要求 488 位片內(nèi)寄存器（ SDRAM） 2 個(gè)雙向 I/O 端口 5 級堆棧 8 位實(shí)時(shí)定時(shí) /計(jì)數(shù)器（ TCC），其信號源、觸發(fā)沿可編程選擇，溢出產(chǎn)生中斷 掉電模式（ SLEEP 模式） 3 個(gè)中斷源 ? TCC 溢出中斷 ? 輸入引腳狀態(tài)變化中斷（從休眠模式中喚醒） ? 外部中斷 可編程自由運(yùn)行看門狗定時(shí)器（ WDT） 有 8 個(gè)I/O 引腳可編程設(shè)置為上拉 有 7 個(gè) I/O 引腳可編程設(shè)置為下拉 有 8 個(gè) I/O 引腳可編程設(shè)置為漏極開路 有 2 個(gè) ROPTION 引腳 每個(gè)指令周期為兩 個(gè)時(shí)鐘周期 %的指令為單周期指令 封裝形式： SOP、 SOIC 和 DIP 具有電壓檢測器，檢測范圍177。 首先我們要 預(yù)先分析，用戶使用按摩機(jī)所關(guān)心的是按鍵功能是否正確、發(fā)光二極管指示的工作狀態(tài)是否無誤以及數(shù)碼管顯示的按摩振動速度是否準(zhǔn)確，也就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)框架圖中“按鍵輸入與 LED 指示部分”需要完成的工作。這 4 個(gè)部分各自獨(dú)立控制，需要 4 個(gè) 單獨(dú)的單片機(jī) I/O 管腳。這樣單片機(jī)即可完成預(yù)先設(shè)定的控制功能。 管腳 6： P60/INT，連接定義為 ANJ2/LED3，外部電路完成按鍵 2（氖燈開關(guān)）和發(fā)光二極管 3（波浪感方式按摩指示燈）的功能。 管腳 10： P64，連接定義為 ANJ6，連接按鍵 6（按摩振動和加速按鍵）。 管腳 1 16 連接晶振，產(chǎn)生 4MHz 的頻率。將交流電引入單片機(jī)過程中，單片機(jī) I/O 口連接一個(gè) 2M? 的電阻，再直接同 220V 的市電電源線相連。從電路技術(shù)來說，利用弱電系統(tǒng)檢測交流強(qiáng)電的原理是利用晶振脈沖的上升沿和下降沿檢測此刻交流電狀態(tài)。東華理工大學(xué)長江學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 按摩機(jī)控制系統(tǒng)單元電路設(shè)計(jì) 21 電機(jī)的驅(qū)動電路圖在直流電機(jī) PWM 調(diào)速原理與控制技術(shù) 節(jié)中圖 35 所示， 4 個(gè)二極管起整流作用，將交流電流變成單向脈動的電流；電感 L 防止了電路中過于大的電流變化（ di/dt）；并聯(lián)在可控硅上的電阻和電容作用是可以防止可控硅兩端過于大的電壓變化（ du/dt ），這些都是用來防止可控硅誤觸發(fā)的。單片機(jī)外圍接口電路中，常用發(fā)光二極管作顯示器件。利用此法驅(qū)動 2 位 8 段數(shù)碼管 ，用單片機(jī) 2 個(gè)口作位線驅(qū)動， 8 個(gè)口作段線驅(qū)動即可。 在本設(shè)計(jì)際應(yīng)用中，為了提高 I/O 口的利用率，在此采用串行驅(qū)動，即使用兩個(gè)I/O 口驅(qū)動串轉(zhuǎn)并芯片 74LS164,常用串轉(zhuǎn)并芯片 74LS164 在 clk 的上升沿將串行的數(shù)據(jù)送到并行口。因此我們要借助假想電路環(huán)境，降電路設(shè)計(jì)得盡可能地簡單高效。 本按摩機(jī)的 PROTEL 布線電路采用的是簡單的順 序布線形式 ,并不需要使用多層布線。 電源電路 將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓直流電的常規(guī)方法是采用變壓器降壓后再整流濾波，當(dāng)受體積和成本等因素的限制時(shí)，最簡單實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。 整流后未經(jīng)穩(wěn)壓的直流電壓一般會高于 30V，并且會隨負(fù)載電流的變化發(fā)生很大的波動，這是因?yàn)榇祟愲娫磧?nèi)阻很大，不適合大電流供電的應(yīng)用場合。 復(fù)位電路 基本的復(fù)位電路為 C2 電容（容值為 1 F? ）和 R1 電阻（阻值為 100 ?K ）。 電機(jī)和氖燈控制電路 圖 36 系統(tǒng)原理圖的右下部分， A+、 A接氖燈； B+、 B接電動機(jī)。 (4)Q1 為一個(gè)雙向可控硅。 (4)C9，容值為 1 F? 。 (8)C10，容值為 47 F? ，穩(wěn)定電機(jī)的工作電壓波形。因此電流過零時(shí)，雙向可控硅可能突然承受較高的電壓，過高的 du/dt