一種STC89C51單片機控制按摩眼罩的設計*

盧莉蓉，王小明，李慧賢，霍晨晨

(長治醫(yī)學院生物醫(yī)學工程系，山西 長治 046000)

0 引言

視疲勞是眼部、環(huán)境、全身器質性或精神心理等因素綜合作用，從而導致的眼部主觀癥狀的一種綜合征，屬于心身醫(yī)學范疇，也稱眼疲勞綜合癥[1]。由于電子設備的普及以及長時間的超負荷工作，眼睛無法得到有效的放松，隨之而造成的各種眼部疾病使人們苦不堪言，因此一款按摩眼罩就顯得尤為重要。合理的眼部休息方式，能夠很好的緩解視疲勞，進而提高學習和工作效率，文獻通過對大量樣本實驗的統(tǒng)計學分析，得到了常用緩解視疲勞的三種方法眼保健操、視遠近物交替、閉目休息中，最佳方法為眼保健操[1]。但是，隨著社會的飛速發(fā)展，人們生活的節(jié)奏越來越快，大都不會用一些時間做眼保健操。

在省時省力的前提下，滿足人們對緩解視疲勞、預防眼部疾病的問題，迫切需要一種能夠進行眼部保健的理療儀。云南玉溪研制了LCQ-A型眼部保健理療儀，已經在鄭州大學第一附屬醫(yī)院通過了臨床試用，并顯示能很好的改善視疲勞癥狀[2]。但其造價高、攜帶使用不方便。為此，我們設計并制作了一款價格成本低，使用攜帶方便，可供大眾消費使用的多功能按摩眼罩。

1 系統(tǒng)設計原理

設計方案主要包含感溫模塊[3-5]、定時模塊以及充氣震動模塊三大模塊，其中感溫模塊[3]選擇使用STC89C51單片機作為主控模塊，DS18B20作為傳感器，LCD1602液晶作為顯示器件。

圖1是感溫模塊硬件框圖。感溫模塊實時讀取當前溫度，按鍵按下時會處理相應的按鍵子函數，當溫度超出設定范圍時會發(fā)生控制相應的繼電器吸合和報警。圖2是按摩眼罩模塊結構流程圖。其中充氣震動模塊可自主選擇充氣、震動以及充氣震動三種工作模式。而充氣震動模塊可根據個人需求自由調節(jié)，當啟動充氣模式時，系統(tǒng)將會為眼罩內的氣囊進行充氣，以更好地包裹眼部，在感覺舒適時可關閉充氣模式；當啟動震動模塊時，眼罩兩側的電機震動，起到按摩的效果；當啟動充氣震動模式時，將會達到以上兩種效果。

圖1 感溫模塊硬件框圖

圖2 按摩眼罩模塊流程圖

1.1 系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)電路原理圖如圖3。

該按摩眼罩與市場上現有的同類型眼罩相比，其創(chuàng)新性在于，當充氣震動模塊處于正常工作的狀態(tài)下時，通過電機轉動以達到震動按摩的效果，與此同時，充氣泵會對氣囊進行充氣，使得眼罩可以對眼部進行最大程度的包裹，從而對眼部進行全方位的按摩。感溫模塊可以對眼罩進行加熱，并且用戶可由自身需求對所需溫度進行自主調節(jié)，以此來避免眼罩局部溫度過高或偏低所帶來的不適。當眼罩實時溫度超過用戶所設置的閾值時，感溫模塊會立即發(fā)出警報聲，同時系統(tǒng)會控制繼電器進行加熱或停止工作。定時模塊可由用戶自身需求進行設置，當定時結束時，模塊發(fā)出提示音，以此來提醒用戶結束使用。

圖3 系統(tǒng)電路原理圖

1.2 系統(tǒng)軟件設計

圖4是感溫模塊測溫流程圖。

圖4 感溫模塊測溫流程圖

溫控系統(tǒng)的主要程序如下：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char //宏定義

#define LCD1602 P0

sbit SET=P3^1; //定義調整鍵

sbit DEC=P3^2; //定義減少鍵

sbit ADD=P3^3; //定義增加鍵

sbit BUZZ=P3^6; //定義蜂鳴器

sbit ALAM=P1^2;//定義燈光報警

sbit ALAM1=P1^4;

sbit DQ=P3^7; //定義DS18B20總線I/O

sbit RS = P2^7;

sbit EN = P2^6;

bit shanshuo_st; //閃爍間隔標志

bit beep_st; //蜂鳴器間隔標志

uchar x=0; //計數器

uchar code tab1[]={"Now Tem: . C "};

uchar code tab2[]={"TH: C TL: C"};

uint c;

uchar Mode=0; //狀態(tài)標志

signed char TH=40; //上限報警溫度，默認值為40

signed char TL=10; //下限報警溫度，默認值為10

2 評測與結論

將電路按照設計圖進行連接，接通電源使得眼罩進入待機狀態(tài)。打開感溫模塊，將所需求的上限溫度設置為35 ℃，定時設置5 min。請體驗者進行佩戴體驗，將充氣震動模塊打開，在充氣效果達到理想情況時，停止充氣模式，使震動模式單獨工作。體驗者能明顯感受熱敷及震動按摩的效果，眼部疲勞得到了明顯的緩解。1) 有效改善眼部組織的微循環(huán)，為眼部組織提供更多的養(yǎng)料，以促進眼部組織的新陳代謝以及改善細胞活性；2) 一定程度上可以達到活血化瘀、疏通經絡等作用，全面改善眼部組織的內部環(huán)境，使得眼部組織的免疫力得到有效提升；3) 在一定程度上可以緩解視疲勞綜合癥，防止以及緩解當代青少年近視、白內障、視力疲勞等眼部疾??；4) 在一定程度上可以消除眼袋，淡化眼角皺紋。