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编号：
T2342410M
设计简介：
本设计是基于STM32的气囊式肌骨康复系统的设计的设计，主要实现以下功能：
1、通过温度传感器检测温度，当温度过低时打开加热继电器。
2、有一个启动和停止按键，当按下启动的时候，系统开启列的模式，进行康复。按下停止按键会停止：
3、按摩模式：通过压力传感器可以检测压力，设置一个范围，如果低于这个压力的时候，通过控制充气泵（继电器1）实现充气，达到设定压力停止。
延长10s后，启动放气泵（继电器2）进行放气，循环充气和放气的过程。
4、电疗模式：通过电流传感器采集肌肉电流数据，设置参数值，如果低于参数值，开始启动电疗（继电器3），高于设定值，停止电疗。
5、通过WIFI模块进行远程监控和设置阈值，开关模式。
电源： 5V
传感器：温度传感器（DS18B20）、气压传感器（XGZP6847A）
显示屏：OLED12864
单片机：STM32F103C8T6
执行器：MOS管、水泵、继电器、蜂鸣器、加热片
人机交互：独立按键
串口通信：WiFi模块
标签：STM32、OLED12864、DS18B20、蜂鸣器、MOS管
题目扩展：基于物联网与自适应算法的智能气囊式肌骨康复系统设计、基于STM32的分布式气囊康复系统设计
基于 STM32 的气囊式肌骨康复系统设计与实现
一、主控部分
二、输入部分
- 温度采集模块：获取康复环境及设备的温度数据
- 压力传感器模块：监测气囊压力，为充气泵控制提供依据
- 电流传感器模块：采集患者肌肉电流数据，辅助评估康复状态
- 独立按键模块：用于切换系统界面、设置各项参数阈值等操作
- 供电电路：为整个气囊式肌骨康复系统供电
三、输出部分
- OLED 显示模块：显示温度、气囊压力、肌肉电流的实时数值及对应阈值，同时提供参数阈值设置界面
- MOS 管控制模块：控制水泵运行，配合康复流程实现相关液体输送或循环功能
- 继电器控制模块：分别控制电击治疗设备和加热装置的启停
- 蜂鸣器报警模块：当气囊压力超过设定阈值时，触发蜂鸣器报警提醒
- WIFI 模块：将温度、压力、肌肉电流等数据上传至云平台，同时连接手机 APP 实现远程监控与设备控制
第 5 章 实物调试
5.1 整体实物构成
该设计的主要硬件包括 STM32F103C8T6 单片机作为主控，搭配复位电路、晶振电路保障稳定运行；传感器方面有 XGZP6847A 气压传感器、温度传感器（如 DS18B20）用于采集数据；显示模块为 OLED；通信模块采用 ESP8266-12F WiFi 模块；执行部件包含用于按摩控制的充气泵、放气泵，加热片、电疗模块等，由 MOS 管等驱动电路控制，还有用于人机交互的按键和用于电源指示的 LED 等。
焊接流程上，先对焊接工作台及工具进行清洁整理，准备好焊锡丝、助焊剂等材料。接着焊接单片机最小系统，先固定好单片机，焊接晶振、电容、电阻等周边元件，注意引脚间距和焊接温度，防止虚焊和短路。之后依次焊接传感器模块、通信模块、显示模块等，焊接前确保各模块引脚功能与单片机对应引脚连接正确，从低矮、小型元件开始焊接，再焊接体积较大的元件。焊接电源电路时，注意电源极性和电容的安装方向。焊接完成后，用万用表检查各焊点间是否存在短路，以及各模块供电是否正常。
注意事项方面，焊接前需确认元件型号、规格和引脚定义，避免错焊、反焊。焊接温度控制在合适范围，过高温度可能损坏元件，一般烙铁温度设置在 300-350℃。静电敏感元件如单片机、传感器等，焊接时要采取防静电措施，比如使用防静电手环、防静电烙铁，或者在防静电工作台上操作。焊接过程中，避免焊锡过多造成短路，或焊锡过少导致虚焊。焊接完成后，仔细检查电路，确保各模块连接无误，再进行通电测试。整体实物如图 5-1 所示：
图 5-1 整体实物图
5.2 按键功能测试
某一按键用于切换显示内容；另一按键在初始显示状态下开启设备，在显示温度上限时使其增加 1，显示温度下限时使其增加 1，显示压力上限时使其增加 1，显示压力下限时使其增加 1，显示电流阈值时使其增加 1；第三个按键在初始显示状态下关闭设备，在显示温度上限时使其减少 1，显示温度下限时使其减少 1，显示压力上限时使其减少 1，显示压力下限时使其减少 1，显示电流阈值时使其减少 1，通过不同按键在不同显示内容时的操作，实现设备开关与各项参数的增减调节。按键功能测试图如下图 5-2 所示。
图 5-2 按键功能测试图
5.3 充放气控制测试
系统实时监测压力值，当检测到压力低于设定的下限时，自动启动充气操作，使压力回升；若压力超过设定的上限，系统则触发放气动作，同时蜂鸣器发出报警声进行提醒，通过这样的闭环控制，确保压力维持在设定区间内，既保障设备正常运行，又能在压力异常时及时警示，提升使用安全性与可靠性。充放气功能测试如下图 5-3 所示：
图 5-3 充放气功能测试图
第 6 章 软件调试
6.1 软件介绍
Proteus 8.15 是一款由 Labcenter Electronics 开发的电子设计自动化（EDA）软件。它集电路仿真、PCB 设计和微控制器调试于一体，广泛应用于嵌入式系统开发等领域。
该软件拥有丰富元件库，包含超 50000 种元器件，支持模拟 / 数字电路协同仿真，集成逻辑分析仪等虚拟仪器。它还内置 8051、ARM 等微控制器模型，支持与 Keil 等编译器联调。
此外，Proteus 8.15 可实现从原理图到 PCB 的自动布局布线，并生成 3D 模型。其界面直观，支持工具栏和快捷键个性化定制，还提供电压探针等调试工具，方便用户分析电路行为。软件界面如图 6-1 所示：
图 6-1 软件界面图
6.2 串口功能测试
该系统的串口功能可实时接收并显示温度、压力、电流等数据，使用者能通过虚拟终端和显示屏直观查看这些信息，同时，按键操作可实现相关设备（如加热、电击、气泵等）开关状态的控制，进而灵活调整系统的运行状态，以满足不同的监测和控制需求。串口功能测试图如下图 6-2 所示。
图 6-2 串口功能测试图
6.3 设备控制测试
该系统可通过温度传感器，在温度过低时打开加热继电器加热；电流传感器采集肌肉电流，低于参数值启动电疗（继电器 3），高于则停止；压力传感器检测压力，低于范围时充气泵（继电器 1）充气到设定压力，10 秒后放气泵（继电器 2）放气，循环实现按摩。同时，能通过 WIFI 模块远程监控、设置阈值与开关模式。设备控制测试如下图 6-3 所示：
图 6-3 设备控制测试图
第2章 系统总体分析
2.1 系统总体框图
2.2系统主控方案选型
2.3气压传感器选择
2.4温度传感器选择
2.5显示屏选择
第3章 系统电路设计
3.1 系统总体电路组成
3.2 主控电路设计
3.3 电源电路设计
3.4气压传感器电路设计
3.5N-MOS管电路设计
3.6 WIFI模块电路设计
第4章 系统软件设计
4.1 系统软件介绍
4.2 主程序流程图
4.3按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5处理函数流程图
第5章 实物调试
5.1 整体实物构成
5.2 按键功能测试
5.3 充放气控制测试
第6章 软件调试
6.1 软件介绍
6.2 串口功能测试
6.3 设备控制测试
第7章 总结
参考文献
致谢
