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一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路

阅读：941发布：2021-02-25

IPRDB可以提供一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，包括微控制器、蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器和锂电池，微控制器输出引脚分别连接蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器输入端，其中升压电路输出端连接脉冲形成电路输入端，电源管理模块输出端连接锂电池输入端，本发明优点为使用的电脉冲频率和脉冲宽度均与现有的产品不同，使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度。，下面是一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器（1）、蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）和锂电池（10），其特征在于：所述微控制器（1）输出引脚分别连接蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）输入端，其中升压电路（3）输出端连接脉冲形成电路（4）输入端，电源管理模块（9）输出端连接锂电池（10）输入端，电源管理模块（9）中锂电池（10）为各模块电路供电，电源管理模块（9）为微控制器（1）供电，微控制器（1）控制升压电路（3）将锂电池（10）电压升压成为直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路（4）供电，脉冲形成电路（4）在微控制器（1）的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器（7）传递三维空间方位信息到微控制器（1），微控制器（1）和蓝牙模块（2）相互传递远程控制信号，USB桥接电路（5）和微控制器（1）相互传递程序信息，所述脉冲形成电路（4）包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。

2.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述微控制器（1）采用型号为MSP430的单片机。

3.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述升压电路（3）使用TPS73601单片机，电路通过P6.6引脚连接微控制器（1），微控制器（1）的P6.0口将控制信号传递到升压电路（3）内的U2芯片。

4.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述脉冲形成电路（4）通过脉冲形成电路（4）上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5、TEST引脚与微控制器（1）相应引脚连接，脉冲形成电路（4）产生脉冲信号通过脉冲形成电路（4）上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5引脚传递到微控制器（1），当P4.1和P4.2为高电平，且P4.3和P4.4为低电平时，三极管Q5和Q6导通，进而激励场效应管Q4和Q10导通，场效应管Q7和Q8截止，产生正向脉冲电流，J1端子电压升高，当P4.1和P4.2为低电平，且P4.3和P4.4为高电平时，三极管Q9和Q11导通，进而激励场效应管Q7和Q8导通，场效应管Q4和Q10截止，产生反向脉冲电流，J2端子电压升高，同时，脉冲形成电路（4）的P6.6和P4.0口通过U3A控制三极管Q3和Q16的导通与截止，电阻R34为治疗脉冲电流取样电阻，它把治疗脉冲电流转化为脉冲电压，经电容C15滤波，电阻R35隔离后回送到微控制器的P6.5端口，C11—C14为加速电容，D9—D14是保护二极管。

5.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述三轴加速度传感器（7）采用MMA8451传感器，MMA8451传感器使用P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚与微控制器（1）连接，三轴加速度传感器（7）产生方位检测信号通过三轴加速度传感器（7）上的P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1传递给微控制器（1），并且微控制器（1）通过P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚传递控制信号给三轴加速度传感器（7）。

6.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述USB桥接电路（5）为CP2102单片机，通过RST、P1.1、P2.2、TCK引脚连接微控制器（1），USB桥接电路（5）通过RST、P1.1、P2.2引脚传递电信号到微控制器（1），微控制器（1）通过RST、P1.1、P2.2引脚传递控制信号给USB桥接电路（5）。

7.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述蓝牙模块（2）采用CC2541单片机，使用3V电池供电，通过P1.7、P3.6、P3.7、P2.3、P2.4、P5.0—P5.5引脚连接到微控制器（1），并传递远程控制信号给蓝牙模块（2），LED指示电路（6）通过VCC-LED引脚与微控制器（1）连接，微控制器（1）传递控制信号通过VCC-LED引脚传递到LED指示电路（6）中。

8.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述电源管理模块（9）采用型号为TP4056的单片机，通过电源管理模块（9）上的P1.3、P1.2、P6.4引脚连接微控制器（1），BAT+和BAT-分别连接到锂电池（10）正极、负极，引脚CHR和STD经电平转换后连接到微控制器（1）的P1.2和P1.3端口，BAT+与BAT-之间的锂电池（10）电压经电阻R46和电阻R47分压后，送到微控制器（1）的P6.4端口。

说明书全文

一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路

技术领域

[0001] 本发明涉及医疗系统技术领域，尤其涉及一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路。

背景技术

[0002] 疼痛治疗的目的是减轻或终止疼痛发作，缓解伴发症状，预防疼痛复发，治疗手段包括药物治疗和非药物治疗两个方面，使用药物治疗存在一定程度的毒副作用，患者可能出现不良反应。

[0003] 非药物治疗主要是物理疗法，可采用电疗、磁疗、心理疏导缓解压力等等，与药物治疗相比，其最大的优势就是不会出现药物的毒副作用。

[0004] 在电疗方面，通常是在人体体表某些部位放置电极，施加电信号。体表放置的电极一般都远离胸部，而且施加的电压、电流都很小，不会对心脏产生任何影响。电疗主要有直流电疗法、直流电药物离子导入疗法、低，人体内除含有大量水分，还有很多能导电的电解质和非导电的电介质，因此人的机体实际上是一个既有电阻又有电容性质的复杂导体，这是电疗的物质基础，机体对不同性质的电刺激反应不一，治疗机理也不同，低频电流可改变神经和肌肉细胞的膜电位，使之兴奋而产生收缩；低频调制的中频电流可使感觉神经的粗纤维兴奋，抑制细纤维冲动的传入，因此镇痛作用较强，但是现有的治疗仪的电脉冲频率和脉冲宽度均都是特定的，不能通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递。

发明内容

[0005] 为了解决电脉冲频率和脉冲宽度均都是特定的，不能通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递，本发明提供了一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，主要特点是使用的电脉冲频率和脉冲宽度均与现有的产品不同。本产品通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度（脉冲电流），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递；同时经皮神经电刺激可以促进人体释放具有镇痛作用的内啡肽（吗啡样）物质，产生镇痛作用。

[0006] 本发明的技术方案是：一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器、蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器和锂电池，其特征在于：所述微控制器输出端分别连接蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器输入端，其中升压电路输出端连接脉冲形成电路输入端，电源管理模块输出端连接锂电池输入端，电源管理模块中锂电池为各模块电路供电，电源管理模块为微控制器供电，微控制器控制升压电路将锂电池电压升压成为一个直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路供电，脉冲形成电路在微控制器的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器传递三维空间方位信息到微控制器，微控制器和蓝牙模块相互传递远程控制信号，USB桥接电路和微控制器相互传递程序信息，所述脉冲形成电路包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。

[0007] 所述微控制器采用型号为MSP430的单片机。

[0008] 所述升压电路使用TPS73601单片机，电路通过P6.6引脚连接微控制，微控制器的P6.0口将控制信号传递到升压电路内的U2芯片。

[0009] 所述脉冲形成电路通过脉冲形成电路上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5、TEST引脚与微控制器相应引脚连接，脉冲形成电路产生脉冲信号通过脉冲形成电路上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5引脚传递到微控制器，当P4.1和P4.2为高电平，且P4.3和P4.4为低电平时，三极管Q5和Q6导通，进而激励场效应管Q4和Q10导通，场效应管Q7和Q8截止，产生正向脉冲电流，J1端子电压升高，当P4.1和P4.2为低电平，且P4.3和P4.4为高电平时，三极管Q9和Q11导通，进而激励场效应管Q7和Q8导通，场效应管Q4和Q10截止，产生反向脉冲电流，J2端子电压升高，同时，脉冲形成电路的P6.6和P4.0口通过U3A控制三极管Q3和Q16的导通与截止，电阻R34为治疗脉冲电流取样电阻，它把治疗脉冲电流转化为脉冲电压，经电容C15滤波，电阻R35隔离后回送到微控制器的P6.5端口，C11—C14为加速电容，D9—D14是保护二极管。

[0010] 所述三轴加速度传感器采用MMA8451传感器，MMA8451传感器使用P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚与微控制器连接，三轴加速度传感器产生方位检测信号通过三轴加速度传感器上的P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1传递给微控制器，并且微控制器通过P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚传递控制信号给三轴加速度传感器。所述USB桥接电路为CP2102单片机，通过RST、P1.1、P2.2、TCK引脚连接微控制器，USB桥接电路通过RST、P1.1、P2.2引脚传递电信号到微控制器，微控制器通过RST、P1.1、P2.2引脚传递控制信号给USB桥接电路。

[0011] 所述蓝牙模块采用CC2541单片机，使用3V电池供电，通过P1.7、P3.6、P3.7、P2.3、P2.4、P5.0—P5.5引脚连接到微控制器，并传递远程控制信号给蓝牙模块，LED指示电路通过VCC-LED引脚与微控制器连接，微控制器传递控制信号通过VCC-LED引脚传递到LED指示电路中。

[0012] 所述电源管理模块采用型号为TP4056的单片机，通过P1.3、P1.2、P6.4引脚连接微控制器，BAT+和BAT-分别连接到锂电池正极、负极，引脚CHR和STD经电平转换后连接到微控制器的P1.2和P1.3端口，BAT+与BAT-之间的锂电池电压经电阻R46和电阻R47分压后，送到微控制器的P6.4端口。

[0013] 本发明的有益效果是：（1）在负载阻抗为1KΩ电阻的条件下，本产品输出的治疗脉冲电压峰值为0Vp----
100Vp（±20%），脉冲电流峰值为0mA----100mA（±20%）。脉冲宽度为固定值200μs±20%，但脉冲周期为10ms---14ms（±20%）之间随机改变。使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度（脉冲电流）。

[0014] （2）本产品可以通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递；同时经皮神经电刺激可以促进人体释放具有镇痛作用的内啡肽（吗啡样）物质，产生镇痛作用。

附图说明

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

[0016] 图1是本发明系统组成框图；图2是本发明微控制器供电电路和升压电路图；
图3是本发明脉冲信号形成电路图；
图4是本发明三轴加速度传感器电路图；
图5是本发明USB桥接电路图；
图6是本发明蓝牙模块、LED指示电路图；
图7是本发明电池充电电路图；
图8是本发明微控制器电路图。

[0017] 1.微控制器、2.蓝牙模块、3.升压电路、4.脉冲形成电路、5.USB桥接电路、6.LED指示电路、7.三轴加速度传感器、8.按键模块、9.电源管理模块、10.锂电池。

具体实施方式

[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0019] 实施例1：一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器1、蓝牙模块2、升压电路3、脉冲形成电路4、USB桥接电路5、LED指示电路6、电源管理模块9、按键模块8、三轴加速度传感器7和锂电池10，其特征在于：所述微控制器1输出端分别连接蓝牙模块2、升压电路3、脉冲形成电路4、USB桥接电路5、LED指示电路6、电源管理模块9、按键模块8、三轴加速度传感器7输入端，其中升压电路3输出端连接脉冲形成电路4输入端，电源管理模块9输出端连接锂电池10输入端，电源管理模块9中锂电池10为各模块电路供电，电源管理模块9为微控制器1供电，微控制器1控制升压电路3将锂电池10电压升压成为一个直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路4供电，脉冲形成电路4在微控制器1的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器7传递三维空间方位信息到微控制器1，微控制器1和蓝牙模块2相互传递远程控制信号，USB桥接电路5和微控制器1相互传递程序信息，所述脉冲形成电路4包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。

[0020] 开机前全系统的电源处于关闭状态，以降低系统待机功耗，开机后脉冲信号形成电路4在微控制器1的控制下输出脉冲信号，通过胶原贴电极作用于人体。微控制器1控制升压电路2输出电压的幅度，自动适应电池电压变化、皮肤和胶原电极的特性变化，优化治疗参数，尽量让使用者获得良好的治疗感受。三轴加速度传感器8为微控制器1提供本治疗仪的三维空间方位信息，只有判断出本治疗仪处于正确的空间方位才能进入工作状态。蓝牙模块2可以和其他具有蓝牙功能的设备实现信息传输，通过开发特定的APP，可以在智能手机上监视治疗仪的工作状态。计算机可以通过USB桥接电路5将程序下载到微控制器1中，同时通过USB接口实现锂电池10的充电。LED指示电路6以不同的模式显示系统的工作状态。

[0021] 实施例2：如图8所示，所述微控制器1采用型号为MSP430的单片机。

[0022] 选功耗极低的电源管理和微控制器1核心器件。电路部分的设计中，选定了MSP430系列微控制器1产品家族中工作电压低、功耗低的MSP430F169IPM作为本产品的核心控制芯片。同时，选择了超低压差、超低功耗电源芯片TPS73601DBVT实现电源管理，该芯片能在极低的输入—输出压差下工作，自身功耗极低。对于外围其他电路，选择了通过微控制器1控制MOS管的通断来实现电源动态管理，只在相关单元电路工作时供电。

[0023] 实施例3：如图2和图8所示，所述升压电路3使用TPS73601单片机，电路通过P6.6引脚连接微控制器1，微控制器1的P6.0口将控制信号传递到升压电路3内的U2芯片。

[0024] 升压电路3在微控制器1控制下由专用的DC-DC升压芯片产生PWM输出，激励高频功率MOS升压管，通过储能电感、快恢复整流二极管、储能滤波电容等元器件，在微控制器1的控制下输出合适的电压，为脉冲形成成电路4供电。

[0025] LDO芯片U1是电源管理模块9的核心芯片，由于电池容量有限，随着使用时间的延长，输出电压会逐步下降。选择TPS73601作为LDO芯片，该稳压芯片可以在30mV的超低压差下工作，从而为微控制器1提供稳定可靠的工作电源，5脚输出的电压VCC通过电阻R2和R3分压，再接入U1的4脚作为直流反馈电压。最终输出电压VCC由电阻R3和R4决定。

[0026] 升压电路3的作用是将电池电压转换为电压更高的直流电压VH。该电路变换效率高，结构简单，性能可靠。本产品中，升压电路3的核心是DC—DC专用芯片U2，其5脚输出PWM信号，激励外接的高速MOS开关管Q1，配合高品质因数的线绕功率电感L1，以及高速快恢复开关二极管D7，共同组成升压电路3。微控制器1的P6.0口经R4将控制信号加到U2的使能端2脚，从而根据工作状态的需要控制升压电路是否工作。升压电路3进入工作状态后，来自微控制器1的P6.6口的控制电压经运放U3B驱动MOS管Q2，控制升压电路3输出的高电压VH，这是一个“按需升压”的动态升压控制电路。

[0027] 微控制器1根据输出脉冲的幅度需求进行精确计算后，从P6.6口输出一个控制电压，此控制电压经运放U3B放大后，驱动MOS管Q2，Q2的漏极连接到R8和R9的连接点，Q2的漏极对地电压经R9和T10分压后，经电阻R11连接到升压控制芯片U2的反馈控制端4脚，该引脚电压能够控制芯片5脚输出PWM升压激励信号的占空比，从而控制升压电路3输出的高电压。

[0028] 通过此控制过程，该升压电路3的输出高电压VH受微控制器1的动态调整，从而根据输出脉冲幅度的需求动态调整升压电路3的输出高电压VH，确保其输出的高电压能随着输出脉冲的幅度增大而提高，实现微控制器1对升压电路3的动态精准控制。

[0029] 双重过压自动保护电路实现了对治疗脉冲电压的精准控制。提高了本系统工作的可靠性，即使是在输出脉冲端子空载的情况下，也不会出现电压过高现象，有效避免了本治疗仪因过压导致的损坏，特别是避免了即使在异常情况下，也不会出现因治疗电压高于设定值引起使用者的不适。

[0030] 实施例4：所述脉冲形成电路4通过脉冲形成电路4上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5、TEST引脚与微控制器1相应引脚连接，脉冲形成电路4产生脉冲信号通过脉冲形成电路4上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5引脚传递到微控制器1，当P4.1和P4.2为高电平，且P4.3和P4.4为低电平时，三极管Q5和Q6导通，进而激励场效应管Q4和Q10导通，场效应管Q7和Q8截止，产生正向脉冲电流，J1端子电压升高，当P4.1和P4.2为低电平，且P4.3和P4.4为高电平时，三极管Q9和Q11导通，进而激励场效应管Q7和Q8导通，场效应管Q4和Q10截止，产生反向脉冲电流，J2端子电压升高，同时，脉冲形成电路4的P6.6和P4.0口通过U3A控制三极管Q3和Q16的导通与截止，电阻R34为治疗脉冲电流取样电阻，它把治疗脉冲电流转化为脉冲电压，经电容C15滤波，电阻R35隔离后回送到微控制器的P6.5端口，C11—C14为加速电容，D9—D14是保护二极管。

[0031] 由微控制器1的P4.1、P4.2、P4.3和P4.4端子提供控制脉冲，脉冲幅度由微控制器1的供电电压决定，本产品中的控制脉冲幅度为3Vp，而最终的治疗脉冲峰值需达到100Vp，所以，控制脉冲需要经过H桥电路进行变换。本产品中，由四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11缓冲放大，然后激励MOS场效应管Q4、Q7、Q8和Q10实现治疗脉冲输出。其中Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管，在微控制器1提供的控制脉冲的精确控制下，由它们共同配合，最终输出符合要求的治疗脉冲。

[0032] 上述的脉冲产生方式可以在输出端子J1和J2之间获得正负对称的双极性治疗脉冲，通过胶原电极作用于人体，不会产生单极性脉冲的极化现象，使治疗效果更优。

[0033] R34为治疗脉冲电流取样电阻，它把治疗脉冲电流转化为脉冲电压，经C15滤波，R35隔离后回送到微控制器的P6.5端口，微控制器1进行AD转换后用于监测治疗脉冲电流的大小，确保治疗脉冲电流为恒定值，确保使用者得到稳定的电脉冲治疗的同时，不会出现脉冲强度过大给使用者带来不适感。

[0034] C11—C14为加速电容，是为了改善脉冲缓冲放大电路的高频特性，D9—D14是保护二极管，其作用是保护缓冲放大三极管和脉冲输出场效应管，确保其在较高的电压下工作时不会击穿损坏。C16和C17是本单元电路的滤波退耦电容，消除纹波干扰在，改善电磁兼容特性。

[0035] 第一个压控恒流电路来自微控制器P6.6口的控制电压经电阻R16、R17分压后送到U3A的3脚，Q3的源极电流经R20取样后的电压送到U3A的2脚，二者在运放U3A中比较后的1脚输出电压经R18、R19送到Q3的栅极，实现对Q3的源极电流的恒流控制果微控制器P6.6口的控制电压恒定，则治疗脉冲输出电流就恒定，实现了治疗脉冲电流的恒流控制。

[0036] 第二个压控恒流控制电路治疗脉冲电流经电阻R34取样，C15滤波，R35隔离后送到微处理器P6.5脚进行AD转换，由微控制器1对治疗脉冲电流进行监控，如果治疗脉冲电流与设定值有偏差，则微控制器1通过调整P6.6口的控制电压来调节升压电路的输出高压VH，通过高压VH的升降来改变输出治疗脉冲电流的大小，从而实现恒流控制。

[0037] 治疗脉冲电流的双重恒流控制提高了本系统工作的可靠性，实现了对治疗脉冲强度的精准控制，使治疗过程中使用者的感受更舒适。同时，使本产品具备了短路保护功能，即使将输出脉冲端子直接短路，脉冲电流依然受控保持在使用者的设定值，不会因短路而损坏本产品。

[0038] 实施例5：如图4和图8所示，所述三轴加速度传感器7采用MMA8451传感器，MMA8451传感器使用P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚与微控制器1连接，三轴加速度传感器7产生方位检测信号通过三轴加速度传感器7上的P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1传递给微控制器1，并且微控制器
1通过P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚传递控制信号给三轴加速度传感器7。
MMA8451是智能低功耗，三轴加速度计，其分辨率高，体积极小，适合在便携式产品中使用。外围元件取值都根据MMA8451的芯片手册选定。

[0039] 实施例6：如图5和图8所示，所述USB桥接电路5为CP2102单片机，通过RST、P1.1、P2.2、TCK引脚连接微控制器1，USB桥接电路5通过RST、P1.1、P2.2引脚传递电信号到微控制器1，微控制器1通过RST、P1.1、P2.2引脚传递控制信号给USB桥接电路5。

[0040] 该电路的核心器件为单芯片USB转UART数据传输的USB收发器CP2102。无需外部电阻器，其内部集成的时钟无需外部晶体即可工作，内部集成1024字节的EEPROM，同时该芯片具有片上上电复位电路和片上稳压器，产生3.3 V电压输出。

[0041] 该芯片的USB功能控制器与USB 2.0规格兼容，具有全速（12Mbps）异步串行数据总线（UART）。支持USB接口电缆到RS-232串行适配器电源自供电，芯片采用28引脚QFN封装。外围其他元件的选择均按照芯片手册的要求执行，芯片U7是CP2102配接USB端口的保护电路，C40为3.3V电源的滤波电容。图5中的引线标签RST、P1.1、P2.2、TCK连接到图8微控制器的同名引脚上。

[0042] 实施例7：如图6和图8所示，所述蓝牙模块2采用CC2541单片机，使用3V电池供电，通过P1.7、P3.6、P3.7、P2.3、P2.4、P5.0—P5.5引脚连接到微控制器1，并传递远程控制信号给蓝牙模块2，LED指示电路6通过VCC-LED引脚与微控制器1连接，微控制器1传递控制信号通过VCC-LED引脚传递到LED指示电路6中。

[0043] CC2541功耗超低，工作电流最小可降到微安级。超低电压供电，可使用3V电池供电，最低工作电压可降到2.0V。内置256K字节可擦除存储器。

[0044] 选择CC2541蓝牙模块，工作频段2.402GHz-2.480GHz，属于ISM频段，功率等级为蓝牙II级，主芯片为CC2541，U10是专门为蓝牙模块供电的稳压芯片，其使能端3脚由微控制器的P1.7端口控制，可根据需要决定是否为蓝牙模块2供电。

[0045] 一只蓝色LED指示蓝牙模块工作状态，蓝牙搜索配对过程中1s闪亮一次，和外部其他设备的蓝牙配对成功后，5s闪亮一次。一只红色LED以多种方式指示治疗脉冲和治疗电极连接情况，并承担电池电量过低时的报警功能：电池电量过低时红色指示灯长亮；治疗电极未能与胶原贴及皮肤正确连接时，红色指示灯每秒闪亮一次。另外5只白色指示灯用于显示系统的自适应调整状态、正常输出治疗脉冲状态、显示电池电量等。R48—R54为限流电阻。

[0046] 实施例8：如图7所示，所述电源管理模块9采用型号为TP4056的单片机，通过P1.3、P1.2、P6.4引脚连接微控制器1，BAT+和BAT-分别连接到锂电池10正极、负极，引脚CHR和STD经电平转换后连接到微控制器1的P1.2和P1.3端口，BAT+与BAT-之间的锂电池10电压经电阻R46和电阻R47分压后，送到微控制器1的P6.4端口。

[0047] TP4056 是一种完整的单节锂离子电池采用恒定电流/恒定电压线性充电器。其底部带有散热片，与较少的外部元件配合，使得TP4056 成为便携式应用的理想选择。TP4056 可以适合USB电源工作，与本设计的要求相一致。

[0048] 由于采用了内部 PMOSFET架构，加上防倒充电路，所以不需要外部隔离二极管。充电电压固定于4.2V，而充电电流可通过一个电阻器R41进行外部设置。当充电电流在达到最终浮充电压之后降至设定值1/10时，TP4056将自动终止充电循环。

[0049] 当输入电压（交流适配器或 USB 电源）被拿掉时，TP4056 自动进入一个低电流状态，将电池漏电流降至2uA以下，避免电池通过充电电路反向放电。TP4056 在有电源时也可置于停机模式，以而将供电电流降至 55uA。TP4056还具有欠压闭锁、自动再充电和两个用于指示正在充电、充电结束的LED 状态引脚CHR和STD。由于TP4056工作时由USB提供的+5V电源供电，而本系统的微控制器1为+3V供电，为了使得二者的逻辑电平兼容，在其引脚CHR和STD外配接了由Q12、Q13和R42—R45组成的电平转换电路，使该单元电路最终输出的逻辑电平与微控制器1兼容，状态引脚CHR和STD经电平转换后连接到微控制器1的P1.2和P1.3端口。此外，BAT+与BAT-之间的电池电压经R46和R47分压后，送到微控制器1的P6.4端口，以便对电池工作状态和电池电压进行动态监测。

标题	发布/更新时间	阅读量
硬件环路-专利编号CN1473294A	2020-05-13	441
混合硬件-专利编号CN110363856A	2020-05-11	1012
硬件装置-专利编号CN102782695A	2020-05-11	543
硬件复位-专利编号CN101859171B	2020-05-12	241
硬件装置-专利编号CN102782695B	2020-05-13	893
硬件环路-专利编号CN1471667A	2020-05-13	1035
硬件环路-专利编号CN1503941A	2020-05-12	864
硬件检测-专利编号CN110832556A	2020-05-11	545
硬件管理-专利编号CN107533436A	2020-05-12	157
硬件环路-专利编号CN100380316C	2020-05-11	171

一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路

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