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基于单片机的脑波治疗仪研制基于单片机的脑波治疗仪研制
社会和科学技术的迅速发展给我们带来了高质量的生活,但在复杂而充满紧张的社会变革中,人们承受的压力也在增加,
失眠、抑郁、狂躁、情绪不稳等许多身心问题日益严重。因此,研制一种有效的精神治疗仪具有重要的现实意义。
0 引言引言
社会和科学技术的迅速发展给我们带来了高质量的生活,但在复杂而充满紧张的社会变革中,人们承受的压力也在增加,失眠、抑郁、狂
躁、情绪不稳等许多身心问题日益严重。因此,研制一种有效的精神治疗仪具有重要的现实意义。研究发现,在某些频率下,尤其在α和θ
范围内,以节奏性闪光去刺激人脑会减轻测试者的焦虑症状;同时,科学家们又对脑波的听觉驱动进行调查,即用特殊频率的声音(如节奏
性滴答声、音调或漩涡声振动)来刺激大脑,然后再用EEG(electroencephalogram脑电图)设备来监视大脑,结果发现大脑的确在与声音
相同频率下,以增加大脑活动来回应节奏性听觉刺激。研究发现,在声音和光的双重诱导作用下,大脑的两脑半球进入一种更结合或同步的
状态(brain sync),即脑波同步状态,并诱发人脑产生α、β、θ、δ频率的脑电波,而这几种脑电波又与人的精神状态有着至关重要的联
系。脑电波和人精神状态的关系如表l所示。
根据这个原理,可以藉由声音和光的双重引导式作用,诱使人脑产生α、β、θ、δ四种频率的节律波,从而能使人的情绪获得快速有效的释
放,以及正面的改善。
l 系统设计及实现系统设计及实现
如图l所示,系统外围包括:数模转换器,多路模拟开关,电极,光电眼镜,立体声耳机,按键,LED显示,指示灯显示等。
脑波治疗仪系统结构框图
本设计应用AT89C52为主心芯片,单片机P0口输出数字信号,经过DAC0832,组成的数模转换电路后,得到我们治疗所需的正弦调幅波信
号,信号经过模拟开关CD4053后,产生两路具有一定时间差的信号。这两路信号经LM324组成的前置放大电路后,再经TDA2030组成的音
频功率放大电路处理,输出的信号可以使听者通过立体声耳机听到这些特殊编制频率的治疗波。再者,外部音乐(如CD、MP3等)可以从
音频功放前输入,治疗的同时再配合播放一些自然音乐,能更很好的缓解紧张的情绪和达到好的治疗效果。另外,两路信号分别经过LM324
组成的检波电路,再由LM3915去驱动条形LED发光管发光,以条形发光管的显示数量来直观显示声音信号的强度。
此外,单片机P0口还输出的信号,同样经过数模转换芯电路,得到一系列预设频率的脉冲信号,脉冲强度同样可以由LED条形发光管显
示。
单片机端口RXD和TXD产生的预设光频率信号,经光信号驱动电路,从光电眼镜输出,其输出状态由LED指示灯显示。
2 系统硬件实现系统硬件实现
2.1 检波电路设计检波电路设计
LM324为四运放集成电路,采用14脚双列直插塑料封装。内部有四个运算放大器,有相位补偿电路,电路功耗小,工作电压范围宽,可用
正电源3~30V,或正负双电源±1.5V~±15V工作。这种电路用于测量不同频段信号的强度值,做为带通滤波器,以选出各个不同频段的信号,
在显示器上利用发光二极管点亮的多少来指示信号幅度的大小。电路设计如图2.由于治疗波是高频正弦调幅波,我们利用LM324组成的带通
滤波电路便能检出治疗波的包络。
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