基于LM　3S2739口腔綜合治療機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李?lèi)?ài)國(guó)，李永強(qiáng)，唐　劍

（咸陽(yáng)西北醫(yī)療器械（集團(tuán)）有限公司，陜西　咸陽(yáng)712000）

基于LM3S2739口腔綜合治療機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

李?lèi)?ài)國(guó)，李永強(qiáng)，唐劍

（咸陽(yáng)西北醫(yī)療器械（集團(tuán)）有限公司，陜西咸陽(yáng)712000）

摘要：本設(shè)計(jì)采用LM3S2739為核心控制器，通過(guò)主控、副控、腳控等多處人機(jī)交互方式，實(shí)現(xiàn)了口腔綜合治療機(jī)的外部手術(shù)燈、熱水器、電磁閥、電機(jī)等執(zhí)行件的控制。

關(guān)鍵詞：口腔綜合治療機(jī)；LM3S2739；直流電機(jī)H橋式驅(qū)動(dòng)電路；LM2756

0　引言

口腔綜合治療機(jī)是口腔臨床診斷和治療的必備設(shè)備，本文介紹以LM3S2739為核心控制芯片，實(shí)現(xiàn)口腔綜合治療機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。控制系統(tǒng)的原理是通過(guò)人機(jī)交互接口，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部執(zhí)行件的控制。

1　系統(tǒng)概述

該控制系統(tǒng)由主控、副控、腳控掃描接口電路，系統(tǒng)電源電路，復(fù)位電路，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)位置反饋采樣電路，熱水器驅(qū)動(dòng)電路，手術(shù)燈控制電路，電磁閥驅(qū)動(dòng)電路等組成。

2　硬件設(shè)計(jì)電路

2.1微控制器

LM3S2739微控制器屬于Luminary Micro公司Stellaris所提供一系列，該系列控制器是基于RM?Cortex?-M3的控制器，它們?yōu)閷?duì)成本尤其敏感的嵌入式微控制器應(yīng)用方案帶來(lái)了高性能的32位運(yùn)算能力。這些具備領(lǐng)先技術(shù)的芯片使用戶(hù)能夠以傳統(tǒng)的8位和16位器件的價(jià)位來(lái)享受32位的性能，而且所有型號(hào)都是以小占位面積的封裝形式提供。該Stellaris系列芯片能夠提供高效的性能、廣泛的集成功能以及按照要求定位的選擇，適用于各種關(guān)注成本并明確要求具有的過(guò)程控制以及連接能力的應(yīng)用方案。

2.2電源電路

系統(tǒng)采用隔離變壓器供電，變壓器輸入電壓為AC220V，輸出電壓共分3個(gè)繞組，分別為AC24V，AC15V，AC12-10-0V。其中AC24V主要給電機(jī)以及熱水器提供電源，AC15V主要給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)部分、控制部分的器件提供電源，AC12-10-0V給兩檔手術(shù)燈提供電源。

交流AC15V整流通過(guò)LM2576轉(zhuǎn)換為DC12V，然后通過(guò)LM317轉(zhuǎn)換為DC3.3V給MCU供電（圖1）。

2.3復(fù)位電路

采用IMP811JEUS-T復(fù)位芯片為核心，搭建系統(tǒng)的復(fù)位電路，如圖2。

RESET#：當(dāng)Vcc的電壓值低于閾值電壓時(shí)，RESET管腳會(huì)處于低電平狀態(tài)，此時(shí)，如果Vcc信號(hào)高于閾值電壓時(shí)，RESET管腳還會(huì)保持140ms的低電平狀態(tài)。

MR#：手動(dòng)復(fù)位輸入，當(dāng)MR為低電平時(shí)，RESET管腳為低電平，此時(shí)MR變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，RESET管腳還會(huì)保持180ms的低電平。

圖2

2.4直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用橋式驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)芯片選用的是L293，L293四倍高電流H橋驅(qū)動(dòng)模塊。L293是提供雙向驅(qū)動(dòng)電流高達(dá)1A，電壓是從4.5V至36V的；兼容所有的TTL輸入。每個(gè)輸出都是推拉式驅(qū)動(dòng)電路，與達(dá)林頓三極管和偽達(dá)林源。啟用1，2EN驅(qū)動(dòng)器和3，4EN驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)使能輸入為高電平時(shí)，相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器被啟用和他們的輸出處于活動(dòng)狀態(tài)，并在其輸入端的同相。當(dāng)使能輸入為低，這些驅(qū)動(dòng)器被禁用其輸出關(guān)閉，在高阻抗?fàn)顟B(tài)?！綪S：1，2EN為1和2的使能端（高電平使能）；3，4EN同理】用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)輸入端，每對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的形式一個(gè)完整的H橋可逆驅(qū)動(dòng)器適用于電機(jī)應(yīng)用。L293，外部輸出為高速鉗位二極管，應(yīng)使用電感的瞬態(tài)抑制。VCC1和VCC2分開(kāi)，提供邏輯輸入，以盡量減少設(shè)備功耗。

2.5電磁閥驅(qū)動(dòng)電路

電磁閥驅(qū)動(dòng)核心模塊選用CC24060D驅(qū)動(dòng)模塊，它可以在大功率啟動(dòng)電磁閥后，自動(dòng)將電磁線圈設(shè)備的功率降低到最小，即僅滿(mǎn)足銜鐵保持所需的最小功率。這樣就消除了因行程間距縮小，額外的電流產(chǎn)生的熱能，即使長(zhǎng)期使用，線圈也不會(huì)升溫，更不會(huì)發(fā)燙，同時(shí)也大大節(jié)省的用電。

3　結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)介紹了以LM 3S2739為核心的口腔綜合治療機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)踐驗(yàn)證，改方案具有很好的性?xún)r(jià)比及可靠性。

參考文獻(xiàn)：

［1]孫雪飛，胡巍著.例說(shuō)TI ARM Cor tex-M3：基于LM3S9B96［Z].

［2]王志新，羅文廣著.電機(jī)控制技術(shù)［k].

作者簡(jiǎn)介：李?lèi)?ài)國(guó)（1973—），男，陜西彬縣人，大學(xué)，研究方面：致力于口腔醫(yī)療器械方面的研究。