[0022] 以下将参照附图,对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。
[0023] 如图1所示,一种SSVEP视觉刺激器的控制电路,包括电源模块1、主控模块2、串口通信模块3、开关模块4、DAC数模转换模块5、测试模块6和RGB-LED点阵模块7。电源模块1给其他模块的供电。主控模块2控制串口通信模块3与PC端进行串口通信,通过I2C总线通信控制DAC数模转换模块的各个输出端电压值,控制开关模块4的开闭。开关模块4控制RGB-LED点阵模块7的闪烁。DAC数模转换模块5控制RGB-LED点阵模块7。测试模块6指示主控模块1的工作状态。
[0024] 如图2所示,电源模块1包括电压转换芯片U3、USB电源J1、第一电容C1、第二电容C2、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第三电阻R3、第八电阻R8、第十二电阻R12、电源指示发光二极管power和第二发光二极管D2;电压转换芯片采用TI公司的LM1117DTX-3.3;电压转换芯片U3的输入脚和第五电容C5的一端连接后接电源模块的VCC电源输出端;电压转换芯片U3的接地脚、第五电容C5的另一端接地;电压转换芯片U3的输出脚、第六电容C6的一端、第七电容C7的一端与第三电阻R3的一端连接后作为电源模块的3.3V电源输出端,第三电阻R3的另一端接发光二极管D2的正极;第六电容C6的另一端、第七电容C7的另一端、发光二极管D2的负极接地。USB电源J1的1脚、第八电阻R8的一端、第一电容C1的一端与第二电容C2的一端连接后作为电源模块的VCC电源输出端;USB电源J1的4脚通过第十二电阻R12接地;第八电阻R8的另一端接电源指示发光二极管power的阳极;电源指示发光二极管power的阴极接地;第一电容C1的另一端与第二电容C2的另一端连接后接地。
[0025] 如图3所示,主控模块2包括主控芯片U1、五脚排插P2、第八电容C8和第九电容C9(极性电容);主控芯片U1采用Microchip公司的PIC16F1615芯片;主控芯片U1的电源脚接电源模块的VCC电源输出端;主控芯片U1的接地脚接地;五脚插排P2的1脚接主控芯片U1的12脚;P2的2脚接主控芯片U1的13脚;五脚排插P2的接地脚接地;P2的电源脚接电源模块的VCC电源输出端;P2的5脚接主控芯片U1的4脚。第八电容C8一端与第九电容C9的正(+)极连接后接电源模块的VCC电源输出端,第八电容C8的另一端与第九电容C9的负(-)极连接后接地。
[0026] 如图4所示,串口通信模块3包括通信芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一发光二极管D1、第三电容C3、第四电容C4和USB串口J2;通信芯片U2选用Silicon labs公司的CP2102芯片。通信芯片U2的8脚、7脚、第三电容C3的一端与第四电容C4的一端连接后接电源模块的VCC电源输出端;通信芯片U2的26脚接主控芯片U1的6脚;通信芯片U2的25脚接主控芯片U1的5脚;通信芯片U2的4脚连接USB串口J2的3脚;第二芯片U2的5脚连接USB串口J2的2脚;USB串口J2的电源脚接电源模块的VCC电源输出端;USB串口J2的4脚接地;通信芯片U2的9脚通过第一电阻R1接电源模块的VCC电源输出端;通信芯片U2的6脚连接电源模块的3.3V电源输出端;通信芯片U2的接地脚接地;第二电阻R2的一端连接通信芯片U2的11脚,第二电阻R2的另一端连接第一发光二极管D1的阳极;第一发光二极管D1的阴极接地;第三电容C3的另一端与第四电容C4的另一端连接后接地。
[0027] 如图5所示,开关模块4包括开关芯片U4、第十电容C10、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第一三极管Q1、第一排插P1;开关芯片U4采用SGMICRO公司的SGM3157YC6/TR;开关芯片U4的1脚接电源模块的VCC电源输出端。开关芯片U4的2脚、3脚连接后接地GND;开关芯片U4的6脚连接主控芯片U1的11脚;开关芯片U4的4脚连接第十三电阻R13的一端,第十三电阻R13的另一端接第一三极管Q1的基极;第十四电阻R14一端接第一插排P1的4脚,另一端接第一三极管Q1的发射极;第一三极管Q1的集电极接地;第十电容C10的一端与开关芯片U4的5脚连接后电源模块的VCC电源输出端,第十电容C10的另一端接地。
[0028] 如图6所示,DAC数模转换模块5包括模数转换芯片U5、第十一电容C11、第十二电容C12、第四电阻R4、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17和第三发光二极管D3;模数转换芯片采用Microchip公司的MCP4728。模数转换芯片U5的电源脚、第十一电容C11的一端、第十二电容R12一端、第九电阻R9的一端、第十电阻R10的一端和第十一电阻R11的一端连接后接电源模块的VCC电源输出端;第十一电容C11的另一端、第十二电容R12另一端和模数转换芯片U5的接地脚连接后接地。模数转换芯片U5的4脚接地,模数转换芯片U5的2脚和第九电阻R9的另一端连接后接主控芯片U1的3脚,模数转换芯片U5的3脚与第十电阻R10的另一端连接后接主控芯片U1的7脚,模数转换芯片U5的5脚与第十一电阻R11的另一端连接后接连接主控芯片U1的8脚。模数转换芯片U5的6脚通过第十五电阻R15接开关模块中第一插排P1的1脚;模数转换芯片U5的7脚通过第十六电阻R16接开关模块中第一插排P1的2脚;模数转换芯片U5的8脚通过第十七电阻R17接开关模块中第一插排P1的3脚;模数转换芯片U5的9脚连接第四电阻R4的一端,第四电阻R4的另一端连接第三发光二极管D3的阳极;第三发光二极管D3的阴极接地。
[0029] 如图7所示,测试模块6包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第四发光二极管D4、第五发光二极管D5、第六发光二极管D6;第五电阻R5的一端连接第一控制芯片U1的9脚,另一端连接第四发光二极管D4的阳极;第六电阻R6的一端连接第一控制芯片U1的10脚,另一端连接第五发光二极管D5的阳极;第七电阻R7的一端连接第一控制芯片U1的2脚,另一端连接第六发光二极管D6的阳极;第四发光二极管D4的阴极、第五发光二极管D5的阴极、第六发光二极管D6的阴极接地。
[0030] 如图8所示,RGB-LED点阵模块7包括第三排插P3、第一RGB-LED L1、第二RGB-LED L2、第三RGB-LED L3、第四RGB-LED L4、第五RGB-LED L5、第六RGB-LED L6、第七RGB-LED L7、第八RGB-LED L8、第九RGB-LED L9、第十RGB-LED L10、第十一RGB-LED L11、第十二RGB-LED L12、第十三RGB-LED L13、第十四RGB-LED L14、第十五RGB-LED L15、第十六RGB-LED L16;第三插排P3的1脚接L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15、L16的1脚;P3的2脚接L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15、L16的4脚;P3的
3脚接L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15、L16的3脚;P3的4脚接L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9、L10、L11、L12、L13、L14、L15、L16的2脚。
[0031] 电源模块1用于给整体系统的供电,由于模块对于供电的要求不同,需要5V、3.3V两种电压,用于串口通信的USB线可提供5V电压,故还需要5V转3.3V电压的功能。串口通信模块3用于实现SSVEP视觉刺激系统与PC端通信的功能,此模块需要具有USB-UART转接电路的功能,从而实现PC端通过USB数据线与本系统进行串口通信,主控芯片具有串口通信、I2C总线通信、通用定时器等功能。DAC数模转换模块5用于多路数模转化,调节RGB-LED模块R、G、B端的电压以及,进而实现调节各种颜色的功能,主器件要具有至少3路输出,输出电压范围0~5V。RGB-LED点阵模块7用作刺激光源的产生,成本方案采用4x4RGB-LED点阵,可通过DAC数模转换模块调节光源的颜色以及亮度,通过开关模块4控制RGB-LED点阵模块7开关状态。
[0032] 本实用新型工作过程如下;
[0033] 参照附图1,本实用新型属于脑电实验范式中的组件,能够通过PC端上位机软件控制RGB-LED点阵的状态从而满足实验需要。首先,该系统使用PIC作为主控端,来对图中各模块进行通信与控制;当系统开启后,PIC主控端通过串口通信模块接收来至于PC端的数据包,根据有效数据包的类型判断该数据包为闪烁命令或者颜色命令,如果为闪烁命令,则通过解析数据得到闪烁频率,进而得到定时器需要定时的长短,然后打开定时器,通过开关模块实现闪烁;如果为颜色命令,则通过DAC模块实现三种颜色的改变。其中,在闪烁模式中,若无新的闪烁命令数据包到来,则一直以前一闪烁状态循环,直到新的闪烁数据包到来或者停止命令到来;颜色模式中,当收到的颜色数据包为有效数据包时,则PIC通过I2C通信方式实现与DAC模块通信,进而实现灯光颜色的改变。