基于PowerWise技術(shù)的“中醫神指”藍牙終端設計*

　　概述

　　張景岳說(shuō)：“十二律為神物，可以通于地而合神明。”神明由心神主宰，通過(guò)太極陰陽(yáng)的旋轉，需要音樂(lè )本身的陰陽(yáng)升降來(lái)實(shí)現,才能發(fā)揮“樂(lè )達天地之和，與人氣相接，而動(dòng)蕩血脈、流通精神”。中醫樂(lè )療內容取材于自然音樂(lè )，在宮商角征羽基礎上形成的各種韻曲 (調)，各種“調”的變化關(guān)系以陰陽(yáng)升降為基本形式。中醫音樂(lè )療法幫助恢復人體陰陽(yáng)平衡，以達到康復身心的目的。按摩療法是一種非藥物療法，符合中醫經(jīng)絡(luò )學(xué)原理，亦即中醫三陰、三陽(yáng)學(xué)說(shuō)。通過(guò)對特定穴位的按摩能刺激調理臟腑，疏通經(jīng)絡(luò )，增強新陳代謝，調整人體生理機能，提高免疫系統功能, 達到防病、治病、保健、強身的目的。

　　藍牙(Bluetooth)技術(shù)，實(shí)際上是一種短距離、低成本的無(wú)線(xiàn)傳輸應用技術(shù)。從目前的應用來(lái)看，由于藍牙體積小、功率低，其應用已不局限于計算機外設，幾乎可以被集成到任何數字設備之中，能夠有效地簡(jiǎn)化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話(huà)手機等移動(dòng)通信終端設備之間的通信。

　　“中醫神指”及其藍牙終端總體設計

　　“中醫神指”產(chǎn)品是將中醫音樂(lè )療法和按摩療法結合起來(lái)，采用先進(jìn)的微電子技術(shù)，通過(guò)藍牙無(wú)線(xiàn)發(fā)送器將音樂(lè )療法選定的音樂(lè )傳送，藍牙終端是基于PowerWise技術(shù)設計便攜裝置，具有高效節能的特色，通過(guò)有聲有色的音頻和安置在特定穴位的按摩電機同步作用，以達到疏通經(jīng)絡(luò )，康復身心的目的，“中醫神指”產(chǎn)品有效將文化、健康、科技等時(shí)尚元素融合起來(lái)。

　　“中醫神指”產(chǎn)品主要由主控軟件Magic finger ，藍牙無(wú)線(xiàn)發(fā)送器，以及藍牙終端三部分組成，其中主控軟件Magic finger界面如圖1所示,包括藍牙連接、錄制指導、按摩放松、播放指導等按鈕。藍牙連接控制藍牙適配器和神指上的藍牙模塊進(jìn)行連接和配對，錄制指導用于錄制醫生的指導建議并保存成相應的音頻文件，便于藍牙傳輸。播放指導調用錄制醫生的指導建議對使用者進(jìn)行相應醫療動(dòng)作，按摩放松選擇醫生指定的輕松柔和的音樂(lè )，給予使用者音樂(lè )治療。

　　圖1 Magic finger界面

　　藍牙無(wú)線(xiàn)發(fā)送器工作頻段為全球統一開(kāi)放的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫學(xué)(Industrial, Scientific and Medical, ISM)頻段，插在USB插口，如圖2所示。

　　圖2 藍牙無(wú)線(xiàn)發(fā)送器

　　“中醫神指”藍牙終端樣機如圖3所示,由控制模塊、藍牙模塊、音頻模塊、指示燈模塊、電機控制模塊組成?？刂颇K是負責對其他各個(gè)模塊進(jìn)行配置、控制及背景音樂(lè )的播放;藍牙模塊主要完成音頻數據的接收;音頻模塊對聲音音頻放大和進(jìn)行播放;電機驅動(dòng)模塊控制電機;指示燈模塊控制指示燈。

　　圖3 “中醫神指”藍牙終端樣機

　　基于PowerWise技術(shù)的藍牙終端功能單元

　　能源效率是關(guān)系到系統設計成敗的關(guān)鍵因素，根據系統架構，在性能、功能、體積和功耗4個(gè)重要指標中權衡所有因素作出取舍，確保每一單元的功耗都能發(fā)揮出最高的性能。因此，高效能的元器件尤其重要。美國國家半導體PowerWise系列產(chǎn)品目前共有大約300多款集成電路，全部都屬于高能效的芯片，幫助提高系統能源效率，實(shí)現低耗電、強散熱、小體積和更長(cháng)電池壽命等特性。“中醫神指”藍牙終端是基于PowerWise技術(shù)設計便攜裝置，利用美國國家半導體的PowerWise系列LM49370，LM4570，LM4675及LP3952等器件，具有高效節能的特色，其結構框圖如圖4所示

　　圖4 “中醫神指”藍牙終端結構框圖

　　音頻功率放大器采用PowerWise系列產(chǎn)品LM49370，屬于Boomer 音頻功率放大器系列的音頻子系統，其特點(diǎn)是采用擴展頻譜技術(shù)，因此電磁干擾極低，而且內置D類(lèi)揚聲器放大器、雙模式立體聲耳機放大器以及可支持藍牙收發(fā)器的專(zhuān)用接口，其內部框圖如圖5所示

　　圖5 音頻功率放大芯片LM49370內部框圖

　　立體揚聲采用PowerWise系列產(chǎn)品LM4675，一款2.65W 單聲道 D 類(lèi)音頻功率放大器，其特點(diǎn)是采用擴展頻譜技術(shù)，因此電磁干擾極低，無(wú)需加設濾波器，其內部框圖如圖6所示

　　圖6 立體揚聲芯片LM4675內部框圖

　　彩色 LED 驅動(dòng)器采用PowerWise系列產(chǎn)品LP3952，設有聲光同步功能的 6 通道彩色 LED 驅動(dòng)芯片，全部LED 驅動(dòng)最大電流是300mA，其內部框圖如圖7所示

　　圖7 LED 驅動(dòng)芯片LP3952內部框圖

　　單端輸入的馬達驅動(dòng)器采用PowerWise系列產(chǎn)品LM4570，2.4mS的啟動(dòng)時(shí)間，高效的驅動(dòng)能力，其驅動(dòng)電路如圖8所示。

　　圖8 馬達驅動(dòng)芯片LM4570驅動(dòng)電路

　　對于便攜式產(chǎn)品而言，系統功耗是制造商需要首先關(guān)注的問(wèn)題之一，“中醫神指”藍牙終端是基于PowerWise技術(shù)設計，采用的PowerWise系列產(chǎn)品自適應電壓調節(AVS)和閾值電壓調節，將數字邏輯集成電路的工作和泄漏功耗自動(dòng)降至最低，同時(shí)保持最小的系統開(kāi)銷(xiāo)。藍牙終端根據各自獨立的處理單元實(shí)際工作需要調節其供電量，以減低功耗。

　　結論

　　“中醫神指”設計將中醫音樂(lè )療法和按摩療法結合起來(lái)，“有聲有色”的提供了疏通經(jīng)絡(luò )、康復身心等保健功能。其藍牙終端由于使用了PowerWise器件，這些PowerWise器件都內置多個(gè)獨立操作的處理單元，有時(shí)這些單元全部全速工作，但有時(shí)其中部分功能會(huì )處于空閑或關(guān)閉狀態(tài)。由于可以獨立管理各單元的電源供應，使系統功耗達到最優(yōu)。

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