基于單片機(jī)PIC16F74的電動(dòng)按摩椅的研制
本文介紹了一款采用pic16f74單片機(jī)作為微處理芯片的電動(dòng)按摩椅控制系統(tǒng),具體包括有系統(tǒng)的組成和功能介紹、硬件電路的設(shè)計(jì)、軟件功能實(shí)現(xiàn)以及抗干擾措施。 1:引言 隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,按摩椅等保健產(chǎn)品越來越受到歡迎。目前,在電動(dòng)按摩椅市場(chǎng)上,進(jìn)口、合資以及國產(chǎn)產(chǎn)品并存。相對(duì)而言,進(jìn)口產(chǎn)品功能強(qiáng)大、按摩方式豐富、外觀優(yōu)美,但同時(shí)其價(jià)格也非常昂貴。而國內(nèi)產(chǎn)品功能較簡(jiǎn)單,產(chǎn)品知名度也相對(duì)較低,但是其價(jià)格比較低廉。本文主要介紹了一款自主研發(fā)的中檔電動(dòng)按摩椅。該產(chǎn)品既有功能比較強(qiáng)大、按摩方式比較豐富、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外觀優(yōu)美、控制方式簡(jiǎn)單靈活,產(chǎn)品容易升級(jí)的特點(diǎn),同時(shí)其價(jià)格卻只有國外同等產(chǎn)品的一半?! ?:按摩椅系統(tǒng)的組成、工作原理及其功能實(shí)現(xiàn) 2.1:系統(tǒng)組成 整個(gè)系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分,即背部按摩區(qū)域和臀部、下肢按摩區(qū)域?! ”巢堪茨^(qū)域的機(jī)構(gòu)主要有:系統(tǒng)控制電路板、電動(dòng)機(jī)、絲桿及其潤(rùn)滑裝置、s形滑動(dòng)槽、按摩頭功能盒等。同時(shí)根據(jù)人體結(jié)構(gòu)又將背部整個(gè)區(qū)域劃分為頸部、中部、腰部以及尾椎四個(gè)按摩區(qū)間。而臀部、下肢按摩區(qū)域的機(jī)構(gòu)主要有12個(gè)按摩氣囊及其實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)。此外系統(tǒng)主要還有手控面板,紅外線探測(cè)系統(tǒng),靠背、小腿架處的電動(dòng)推桿等?! ?.2:系統(tǒng)工作原理及結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn) 由于pic單片機(jī)具有成本低,功能豐富,控制方式簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì),因此系統(tǒng)采用pic16f74單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制芯片?! ∠到y(tǒng)設(shè)計(jì)為自動(dòng)和手動(dòng)兩種運(yùn)行模式。在自動(dòng)模式下,按摩模式主要有:快速消除疲勞模式、休閑模式、睡眠模式以及適合于老人使用的輕柔模式等。而在手動(dòng)方式下,可以啟停任意電機(jī)和按摩氣囊。并可根據(jù)實(shí)際情況,選擇需要的按摩力度、寬窄和氣囊按摩壓力。系統(tǒng)所有的按摩功能均具有三檔速度調(diào)節(jié)?! ”巢繖C(jī)構(gòu)根據(jù)人體的背部生理曲線科學(xué)地設(shè)計(jì)為s形結(jié)構(gòu)。其背部機(jī)構(gòu)的主要功能有:推拿、揉捏、捶打及指壓。其中推拿、揉捏、捶打及指壓功能分別由三臺(tái)電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。按摩頭功能盒可以上下運(yùn)行,并可選擇全程、局部以及定點(diǎn)進(jìn)行按摩。而在臀部和下肢區(qū)域,可以通過控制氣囊的收放起伏律動(dòng)以及氣囊的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)按摩。 此外還可以根據(jù)個(gè)人的喜好控制靠背、小腿架的電動(dòng)推桿,調(diào)整靠背和小腿架的傾斜角度,從而提高按摩舒適度?! ?.3:系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn) 2.3.1:硬件實(shí)現(xiàn) 該按摩椅控制系統(tǒng)中的主要硬件為pic16f74微處理器。供電電源為+5v,輸入和輸出可以是模擬(量)信號(hào),也可以是開關(guān)(量)信號(hào)。本控制系統(tǒng)采用的是pic16f74開關(guān)量的輸入和輸出來進(jìn)行控制的。 系統(tǒng)首先通過紅外線探測(cè)裝置獲得按摩對(duì)象的身高和形體參數(shù),并將相關(guān)參數(shù)傳遞給系統(tǒng)主程序,然后根據(jù)人體穴位的分布原理,驅(qū)動(dòng)按摩機(jī)構(gòu)進(jìn)行按摩?! ∠到y(tǒng)中的背部行程及揉捏電機(jī)在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常需要換向,其正反轉(zhuǎn)功能采用互鎖電路驅(qū)動(dòng)兩個(gè)繼電器交替工作來實(shí)現(xiàn),并且電路在任何時(shí)候最多只有一只繼電器工作,這樣可以十分有效的避免同一繼電器在較長(zhǎng)時(shí)間使用后,由于其換向后接觸不良而導(dǎo)致的電路短路情況,從而可以大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性,顯著地延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命?! ?.3.2:系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn) 為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的性能,實(shí)現(xiàn)按摩方式、力度及其寬窄的合理組合,本系統(tǒng)軟件共設(shè)計(jì)為三層:電機(jī)驅(qū)動(dòng)層,功能驅(qū)動(dòng)層,用戶界面。其中:電機(jī)驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)對(duì)硬件的驅(qū)動(dòng),即起停、強(qiáng)弱以及寬窄的驅(qū)動(dòng);功能驅(qū)動(dòng)層負(fù)責(zé)對(duì)所有功能的按優(yōu)先級(jí)仲裁,對(duì)低級(jí)功能進(jìn)行保護(hù)或清除,并與其他模塊的功能層交互等;而用戶界面則負(fù)責(zé)接收用戶的按鍵輸入。其原理如圖1所示。