基于STM32的红光治疗仪控制系统

　　介绍了基于 STM32 的红光治疗仪控制系统。STM32 具有性价比高、外设丰富、集成度高、功耗低、开发方便等优点，因此 STM32 在单片机领域及嵌入式应用具有一定的优势，并逐渐成为产品开发的主流。红光治疗仪主要由红光 LED 灯、24 V 电流可控开关电源、水循环冷却系统、安全系统、人机交互界面等组成。

        如何实现红光 LED 灯的光强调节、治疗时间调节、水循环冷却系统、人机交互界面等问题，成为研究的重点。对普通 24 V 开光电源进行改进，使开光电源实现了以模拟电压方式调节电源的电流输出。本控制系统应用 STM32103VCT6[1]的优异 DAC 外设功能控制红光 LED 电源的功率，实现红光治疗仪红光强度，不需要专门的 DAC 芯片，节约了制作控制板的成本。应用STM32103VCT6 的串口外设进行控制系统与人机交互系统的通信，STM32 集成的 RTC 模块实现实时时钟显示，使 操 作 界 面 更 加 简 易 和 优 美。 应 用 了STM32103VCT6 的 ADC 外设采集水温传感器模拟电压和 IO 口采集水保护的开关信号，建立了水保护和水温检查系统，使红光治疗仪性能稳定、安全性高。控制系统采用半导体制冷系统实现红光治疗仪的水循环冷却系统，使 红光治疗仪工作时间更长[3]。

　　1 基于 STM32 的红光治疗仪控制系统

　　图 1 为控制系统框图[3].

基于 STM32 的红光治疗仪电路图。控制系统选用 STM32 系列中的 STM32103VCT6 作为控制芯片，因芯片有两个 DAC，两个串口，内部集成的 RTC 模块。图 2 中的 PA4 引脚是芯片的 DAC1，控制系统采用DAC1 与 LED 电源控制板中的 DAC_POWER 接口相连来控制 LED 电源电流大小。图 3 中的 USART1_TX和 USART1_RX 分别是串口 1 的发送引脚和接收引脚，用串口 1 与触摸屏实现串口通信，从而实现人机交互系统。具有 ADC 功能的 PC0 引脚与水温传感器相连，用 ADC 定时采集水的温度。图 4 是水保护部分，　　TLP181 是单向光耦，当有水流时水开关打开，光耦不导通，PD6 IO 口高电平。当无水流是水闭合，光耦工作，PD6 IO 口低电平。

　　图 5 是报警部分，PB5 IO 口通过 1 kΩ 电阻与三极管 8050 的基极相连，当 PB5 输出高电平时 8050 三极管导通驱动 DZ1 蜂鸣器。当 PB5 输出低电平时三极管截止，DZ1 蜂鸣器不工作。当水温过高或无水流时，在 PB5 输出高电平驱动蜂鸣器报警。图 6 中电池BT1 的正极与 STM103F32VCT6 的 BAT 引脚相连，为芯片内部集成的 RTC 实时时钟供电，控制系统不供电时，RTC 照常工作。图 7 中的 PE8、PE9 引脚分别通过330 Ω 电阻与光耦相连，通过输出高低电平来控制马达的正反转。当 PE8 输出高电平、PE9 输出低电平时，马达正转。当 PE8 输出低电平、PE9 输出高电平时，马达反转。通过马达的正反转来控制红光治疗仪的治疗头高度。图 8 是红光 LED 电源控制接口板原理图，首先将 24 V 电压降压到 5 V 恒电压对运放器供电。