基于LM 3S2739口腔综合治疗机控制系统设计

李爱国，李永强，唐　剑

（咸阳西北医疗器械（集团）有限公司，陕西　咸阳712000）

基于LM3S2739口腔综合治疗机控制系统设计

李爱国，李永强，唐剑

（咸阳西北医疗器械（集团）有限公司，陕西咸阳712000）

摘要：本设计采用LM3S2739为核心控制器，通过主控、副控、脚控等多处人机交互方式，实现了口腔综合治疗机的外部手术灯、热水器、电磁阀、电机等执行件的控制。

关键词：口腔综合治疗机；LM3S2739；直流电机H桥式驱动电路；LM2756

0　引言

口腔综合治疗机是口腔临床诊断和治疗的必备设备，本文介绍以LM3S2739为核心控制芯片，实现口腔综合治疗机控制系统的设计。控制系统的原理是通过人机交互接口，实现对外部执行件的控制。

1　系统概述

该控制系统由主控、副控、脚控扫描接口电路，系统电源电路，复位电路，直流电机驱动电路，电机位置反馈采样电路，热水器驱动电路，手术灯控制电路，电磁阀驱动电路等组成。

2　硬件设计电路

2.1微控制器

LM3S2739微控制器属于Luminary Micro公司Stellaris所提供一系列，该系列控制器是基于RM®Cortex™-M3的控制器，它们为对成本尤其敏感的嵌入式微控制器应用方案带来了高性能的32位运算能力。这些具备领先技术的芯片使用户能够以传统的8位和16位器件的价位来享受32位的性能，而且所有型号都是以小占位面积的封装形式提供。该Stellaris系列芯片能够提供高效的性能、广泛的集成功能以及按照要求定位的选择，适用于各种关注成本并明确要求具有的过程控制以及连接能力的应用方案。

2.2电源电路

系统采用隔离变压器供电，变压器输入电压为AC220V，输出电压共分3个绕组，分别为AC24V，AC15V，AC12-10-0V。其中AC24V主要给电机以及热水器提供电源，AC15V主要给系统驱动部分、控制部分的器件提供电源，AC12-10-0V给两档手术灯提供电源。

交流AC15V整流通过LM2576转换为DC12V，然后通过LM317转换为DC3.3V给MCU供电（图1）。

2.3复位电路

采用IMP811JEUS-T复位芯片为核心，搭建系统的复位电路，如图2。

RESET#：当Vcc的电压值低于阈值电压时，RESET管脚会处于低电平状态，此时，如果Vcc信号高于阈值电压时，RESET管脚还会保持140ms的低电平状态。

MR#：手动复位输入，当MR为低电平时，RESET管脚为低电平，此时MR变为高电平时，RESET管脚还会保持180ms的低电平。

图2

2.4直流电机驱动电路

直流电机驱动采用桥式驱动，驱动芯片选用的是L293，L293四倍高电流H桥驱动模块。L293是提供双向驱动电流高达1A，电压是从4.5V至36V的；兼容所有的TTL输入。每个输出都是推拉式驱动电路，与达林顿三极管和伪达林源。启用1，2EN驱动器和3，4EN驱动器。当使能输入为高电平时，相关联的驱动器被启用和他们的输出处于活动状态，并在其输入端的同相。当使能输入为低，这些驱动器被禁用其输出关闭，在高阻抗状态。【PS：1，2EN为1和2的使能端（高电平使能）；3，4EN同理】用适当的数据输入端，每对驱动程序的形式一个完整的H桥可逆驱动器适用于电机应用。L293，外部输出为高速钳位二极管，应使用电感的瞬态抑制。VCC1和VCC2分开，提供逻辑输入，以尽量减少设备功耗。

2.5电磁阀驱动电路

电磁阀驱动核心模块选用CC24060D驱动模块，它可以在大功率启动电磁阀后，自动将电磁线圈设备的功率降低到最小，即仅满足衔铁保持所需的最小功率。这样就消除了因行程间距缩小，额外的电流产生的热能，即使长期使用，线圈也不会升温，更不会发烫，同时也大大节省的用电。

3　结语

本文详细介绍了以LM 3S2739为核心的口腔综合治疗机的系统设计，实践验证，改方案具有很好的性价比及可靠性。

参考文献：

［1]孙雪飞，胡巍著.例说TI ARM Cor tex-M3：基于LM3S9B96［Z].

［2]王志新，罗文广著.电机控制技术［k].

作者简介：李爱国（1973—），男，陕西彬县人，大学，研究方面：致力于口腔医疗器械方面的研究。