基于PowerWise技術(shù)的“中醫(yī)神指”藍(lán)牙終端設(shè)計(jì)

張景岳說：“十二律為神物，可以通于地而合神明?！鄙衩饔尚纳裰髟?，通過太極陰陽的旋轉(zhuǎn)，需要音樂本身的陰陽升降來實(shí)現(xiàn),才能發(fā)揮“樂達(dá)天地之和，與人氣相接，而動(dòng)蕩血脈、流通精神”。中醫(yī)樂療內(nèi)容取材于自然音樂，在宮商角征羽基礎(chǔ)上形成的各種韻曲 (調(diào))，各種“調(diào)”的變化關(guān)系以陰陽升降為基本形式。中醫(yī)音樂療法幫助恢復(fù)人體陰陽平衡，以達(dá)到康復(fù)身心的目的。按摩療法是一種非藥物療法，符合中醫(yī)經(jīng)絡(luò)學(xué)原理，亦即中醫(yī)三陰、三陽學(xué)說。通過對(duì)特定穴位的按摩能刺激調(diào)理臟腑，疏通經(jīng)絡(luò)，增強(qiáng)新陳代謝，調(diào)整人體生理機(jī)能，提高免疫系統(tǒng)功能, 達(dá)到防病、治病、保健、強(qiáng)身的目的。

　　藍(lán)牙(Bluetooth)技術(shù)，實(shí)際上是一種短距離、低成本的無線傳輸應(yīng)用技術(shù)。從目前的應(yīng)用來看，由于藍(lán)牙體積小、功率低，其應(yīng)用已不局限于計(jì)算機(jī)外設(shè)，幾乎可以被集成到任何數(shù)字設(shè)備之中，能夠有效地簡化掌上電腦、筆記本電腦和移動(dòng)電話手機(jī)等移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信。

“中醫(yī)神指”及其藍(lán)牙終端總體設(shè)計(jì)

　　“中醫(yī)神指”產(chǎn)品是將中醫(yī)音樂療法和按摩療法結(jié)合起來，采用先進(jìn)的微電子技術(shù)，通過藍(lán)牙無線發(fā)送器將音樂療法選定的音樂傳送，藍(lán)牙終端是基于PowerWise技術(shù)設(shè)計(jì)便攜裝置，具有高效節(jié)能的特色，通過有聲有色的音頻和安置在特定穴位的按摩電機(jī)同步作用，以達(dá)到疏通經(jīng)絡(luò)，康復(fù)身心的目的，“中醫(yī)神指”產(chǎn)品有效將文化、健康、科技等時(shí)尚元素融合起來。

　　“中醫(yī)神指”產(chǎn)品主要由主控軟件Magic finger ，藍(lán)牙無線發(fā)送器，以及藍(lán)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(lán)牙連接、錄制指導(dǎo)、按摩放松、播放指導(dǎo)等按鈕。藍(lán)牙連接控制藍(lán)牙適配器和神指上的藍(lán)牙模塊進(jìn)行連接和配對(duì)，錄制指導(dǎo)用于錄制醫(yī)生的指導(dǎo)建議并保存成相應(yīng)的音頻文件，便于藍(lán)牙傳輸。播放指導(dǎo)調(diào)用錄制醫(yī)生的指導(dǎo)建議對(duì)使用者進(jìn)行相應(yīng)醫(yī)療動(dòng)作，按摩放松選擇醫(yī)生指定的輕松柔和的音樂，給予使用者音樂治療。

　　 圖1 Magic finger界面

　　藍(lán)牙無線發(fā)送器工作頻段為全球統(tǒng)一開放的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué)(Industrial, Scientific and Medical, ISM)頻段，插在USB插口，如圖2所示。

　　 圖2 藍(lán)牙無線發(fā)送器

　　“中醫(yī)神指”藍(lán)牙終端樣機(jī)如圖3所示,由控制模塊、藍(lán)牙模塊、音頻模塊、指示燈模塊、電機(jī)控制模塊組成。控制模塊是負(fù)責(zé)對(duì)其他各個(gè)模塊進(jìn)行配置、控制及背景音樂的播放;藍(lán)牙模塊主要完成音頻數(shù)據(jù)的接收;音頻模塊對(duì)聲音音頻放大和進(jìn)行播放;電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊控制電機(jī);指示燈模塊控制指示燈。

　 　 圖3 “中醫(yī)神指”藍(lán)牙終端樣機(jī)

基于PowerWise技術(shù)的藍(lán)牙終端功能單元

　　能源效率是關(guān)系到系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵因素，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)，在性能、功能、體積和功耗4個(gè)重要指標(biāo)中權(quán)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(dǎo)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(tǒng)能源效率，實(shí)現(xiàn)低耗電、強(qiáng)散熱、小體積和更長電池壽命等特性?！爸嗅t(yī)神指”藍(lán)牙終端是基于PowerWise技術(shù)設(shè)計(jì)便攜裝置，利用美國國家半導(dǎo)體的PowerWise系列LM49370，LM4570，LM4675及LP3952等器件，具有高效節(jié)能的特色，其結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示

　　 圖4 “中醫(yī)神指”藍(lán)牙終端結(jié)構(gòu)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(tǒng)，其特點(diǎn)是采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)，因此電磁干擾極低，而且內(nèi)置D類揚(yáng)聲器放大器、雙模式立體聲耳機(jī)放大器以及可支持藍(lán)牙收發(fā)器的專用接口，其內(nèi)部框圖如圖5所示

　　 圖5 音頻功率放大芯片LM49370內(nèi)部框圖

　　立體揚(yáng)聲采用PowerWise系列產(chǎn)品LM4675，一款2.65W 單聲道 D 類音頻功率放大器，其特點(diǎn)是采用擴(kuò)展頻譜技術(shù)，因此電磁干擾極低，無需加設(shè)濾波器，其內(nèi)部框圖如圖6所示

　　 圖6 立體揚(yáng)聲芯片LM4675內(nèi)部框圖

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

　　圖7 LED 驅(qū)動(dòng)芯片LP3952內(nèi)部框圖

　　單端輸入的馬達(dá)驅(qū)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(qū)動(dòng)能力，其驅(qū)動(dòng)電路如圖8所示。

　　 圖8 馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片LM4570驅(qū)動(dòng)電路

　　對(duì)于便攜式產(chǎn)品而言，系統(tǒng)功耗是制造商需要首先關(guān)注的問題之一，“中醫(yī)神指”藍(lán)牙終端是基于PowerWise技術(shù)設(shè)計(jì)，采用的PowerWise系列產(chǎn)品自適應(yīng)電壓調(diào)節(jié)(AVS)和閾值電壓調(diào)節(jié)，將數(shù)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(tǒng)開銷。藍(lán)牙終端根據(jù)各自獨(dú)立的處理單元實(shí)際工作需要調(diào)節(jié)其供電量，以減低功耗。

結(jié)論

　　“中醫(yī)神指”設(shè)計(jì)將中醫(yī)音樂療法和按摩療法結(jié)合起來，“有聲有色”的提供了疏通經(jīng)絡(luò)、康復(fù)身心等保健功能。其藍(lán)牙終端由于使用了PowerWise器件，這些PowerWise器件都內(nèi)置多個(gè)獨(dú)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(dú)立管理各單元的電源供應(yīng)，使系統(tǒng)功耗達(dá)到最優(yōu)