基于C8051F350冷陰極熒光觀片儀調光系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

基于C8051F350冷陰極熒光觀片儀調光系統(tǒng)設計0引言隨著電子計算機等科學技術的發(fā)展，醫(yī)療設備的現代化、智能化研究越來越受到人們的關注，大量的科學家及工程技術人員都積極地投入到這一場醫(yī)療設備的革命中，其中，對各種類型射線底片觀片設備的研究也是醫(yī)療設備開發(fā)的重點。由于傳統(tǒng)的觀片設備亮度低、均勻性差、容易引起視疲勞等缺點，已經不能滿足現代化醫(yī)學診斷的要求。利用CCFL開發(fā)的觀片儀具有結構簡單、燈管表面溫升小、燈管表面亮度高、使用壽命長、顯色性好、發(fā)光均勻等優(yōu)點。本文介紹一種以C8051F350單片機作為主控芯片的全自動CCFL觀片儀亮度調節(jié)系統(tǒng)，當環(huán)境光強發(fā)生變化后，該系統(tǒng)能夠使觀片儀的背景照明光強與環(huán)境光強比值保持最佳，觀測者看到的射線底片內容最為清晰而且不容易產生視覺疲勞。觀片儀亮度與環(huán)境光強的比值最初可由觀測者根據自己的具體情況設定。該系統(tǒng)還可以實現觀片儀的自動開關，插入射線底片后自動點亮觀片儀，當系統(tǒng)閑置時，觀片儀會自動關閉進入省電模式，延長了冷陰極燈管的使用壽命。1CCFL觀片儀調光原理基于CCFL的觀片儀是一種由冷陰極高頻光源通過液晶背光技術(LCD)產生大面積的高亮度、均勻性好、噪聲低的環(huán)保節(jié)能設備。采用CCFL背光照明技術，將線光源轉變?yōu)榱炼染鶆虻拿婀庠?。CCFL發(fā)光強度由DCAC逆變器控制，通過改變逆變器控制電壓從而改變CCFL的發(fā)光強度。為實現環(huán)境光強變化后觀片儀能夠自動調節(jié)到最佳觀測亮度，利用光電傳感器動態(tài)采集環(huán)境光強，由C8051F350對信號進行AD化，根據一定的算法處理后輸出CCFL控制的電壓，達到自動調光的目的。2硬件設計觀片儀控制系統(tǒng)主要由自動開關、調光控制、通信接口三部分構成，系統(tǒng)框圖如圖1所示。系統(tǒng)采用C8051F350為主控芯片，紅外對射管實現觀片儀的自動開關。單片機通過實時采集環(huán)境光強和背景照明光強，實現觀片儀亮度的動態(tài)調節(jié)。通信部分則采用RS232接口方式，主要完成系統(tǒng)參數的設置以及固件程序的在系統(tǒng)升級(ISP)。21紅外對射管觀片儀自動開關由紅外對射管傳感器實現。當紅外對射管之間插入射線底片后，紅外接收管則輸出信號，程序檢測到該信號從而打開CCFL；當系統(tǒng)閑置時，觀片儀則自動熄滅。紅外對射管選擇霍尼韋爾公司的SEP8505-002，其工作波長為935nm，材料為GaAs(砷化鎵)，發(fā)光功率為78mWcm(流明)，光譜寬度為80nm，正向壓降為15V，輸出電流為20mA。與其配對的紅外接收管為SDP8405002，功率為70mW，工作方式為三極管射極跟隨輸出方式。光電接收管的輸出飽和電流為04mA，CE極的飽和電壓為04V，紅外檢測電路見圖2。22光強信號采集與調理光電傳感器在050000lux范圍的照度下產生O412mV的電壓，而單片機的AD輸入電壓范圍為O33V，因此系統(tǒng)采用LM324對信號進行放大調理，其放大電路見圖3。為實現將0412mV的電壓放大到O33V的范圍，設計放大倍數為8，放大倍數由式(1)確定：Av=1+R24R23(1)確定R23選擇10k電阻，R24選擇80k電阻。LM324由四個獨立的運放組成，為了提高采集光強的準確度，分別用兩個光電傳感采集CCFL光強，兩個采集環(huán)境光強，對這四路分別放大后直接輸入到C8051F350的高精度AD轉換通道03進行AD化處理。23主控部分主控芯片采用了美國SiliconLaboratories公司的混合信號ISPFLAsH微控制器C8051F350，其內部有一個全差分24位高精度Sigma-Delta模數轉換器