基于SPCE3200的自主視力檢測系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為了滿足人們?nèi)找姘l(fā)展的視辦檢測需求，使用SPCE3200微控制芯片，外部擴展TFT-LCD模塊和鍵盤輸入模塊，設(shè)計出一種基于測試人員自主檢測的視力檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計旨在為視力的自主檢測提供方便可靠的幫助。經(jīng)實際測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)簡單高效特點鮮明，測試者個人即可獨立完成視力檢測的全部步驟，避免了舞弊和人為失誤的情況發(fā)生。
關(guān)鍵詞：自主檢測；視力表；微控制芯片；SPCE3200；TFT-LCD模塊

人通過感官接受外界環(huán)境所表達的信息，并根據(jù)所得到的信息做出相應的反應，其中人們所最常使用的就是視覺。我們常說的視力指的是人眼對影像的分辨能力，比較經(jīng)典的解釋是指人眼鑒別兩點是否分開的能力，視力的好壞是由視網(wǎng)膜分辨影像能力的大小來判定。通常來說，為了給醫(yī)師判斷視力提供幫助，在醫(yī)學臨床上會使用視力檢測的數(shù)值來對視力進行評估從而對視力好壞做出判斷。
在我國視力檢測的方法多種多樣，但歸結(jié)起來可分為以下2種：1)較為傳統(tǒng)的方式，即一測試人、一醫(yī)師、一根指示桿、一視力表。測試人在醫(yī)師的引領(lǐng)下，分辨指出指示桿所指示的視力表上視標的方向。2)由傳統(tǒng)方式進化演變而來，利用當今先進的電子投影設(shè)備，采用先進的圖形影像技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的視力表，將檢測所需的圖像更加清晰的呈現(xiàn)給被測試人員完成視力檢測過程。但是上述介紹的檢測方法，都有固定的缺陷，因為無論在哪種檢測的全過程中，均需要一名醫(yī)師進行協(xié)助工作，這樣就會造成多種后果。1)需要對驗光人員進行相關(guān)的培訓并進行考核，費時費力；2)在大規(guī)模體檢中，不可避免會因為醫(yī)師的不經(jīng)意甚至偏袒舞弊情況而造成的失誤，這將對測試結(jié)果的公平性造成不良影響。
為克服以上缺陷，有人提出了一種全新的檢測方法，即視力的自主檢測。文中以視力的自主檢測為研究對象，嘗試設(shè)計一種“由微型計算機全程控制、單人自主即可完成測試過程的光電視力自主檢測系統(tǒng)”。擬設(shè)計出的實驗系統(tǒng)全部測試控制過程均在微處理器控制下完成，測試結(jié)果準確，使用控制極其方便，不會受到環(huán)境的影響。同時，在文章中對系統(tǒng)的工作流程進行了探究，對系統(tǒng)的硬秤部分相關(guān)參數(shù)進行設(shè)計，并對系統(tǒng)工作時所需的軟件程序進行了仿真調(diào)試。

1 系統(tǒng)設(shè)計總路
1．1 系統(tǒng)所需解決問題
為了可以達到測試者在沒有醫(yī)師指示的情況下自主就可以完成整個視力檢測過程的目的，我們希望所設(shè)計系統(tǒng)能夠需達到如下的設(shè)計要求：
1)在實驗過程中，系統(tǒng)要可以生成上下左右方向隨機的視標給測試者進行觀察；
2)當測試者對給出的視標進行了判斷，系統(tǒng)要能對判斷的結(jié)果與視標原有方向進行比對，并根據(jù)對錯進行相關(guān)的體現(xiàn)；
3)若測試者對視標方向判斷正確，則下個顯示出的視標大小應比本次顯示出的視標大小小一號；
4)在測試過程中若視標方向判斷均正確，系統(tǒng)要能一直顯示到碼數(shù)最小的視標；
5)若測試者對視標方向判斷錯誤，則系統(tǒng)能結(jié)束試驗并輸出上一次正確時視標對應的碼數(shù)大小；
6)實驗系統(tǒng)長時間無信號輸入，可以自動結(jié)束退出。
1．2 系統(tǒng)工作過程設(shè)計
根據(jù)上述所述需要實驗儀器系統(tǒng)所需達到的要求，我們對系統(tǒng)在一個測試周期中的工作過程進行一個詳細的設(shè)置，即對一個測試者獨立完成一次視力自主測試的實驗工作流程進行的設(shè)計。具體工作過程如下：
1)測試開始時，首先通電，系統(tǒng)初始化，為視力測試做好準備；若出現(xiàn)錯誤，則進行相關(guān)提示，幫助工作人員進行解決；
2)處理器讀取碼數(shù)最大方向隨機的圖片，并顯示在顯示器上；
3)系統(tǒng)等待測試者按鍵，并根據(jù)其按鍵所對應的方向進行判斷，若正確則進行步驟4，若不正確則進行步驟5；
4)系統(tǒng)生成比上一張測試圖片碼號小一號的方向隨機的圖片，并顯示在顯示器上，等待測試者進行選擇，并根據(jù)其按鍵所對應的方向進行判斷，若正確則繼續(xù)循環(huán)步驟4)；若錯誤則跳至步驟5)；
5)系統(tǒng)顯示最后一個判斷正確的圖片對應的標碼大小，將結(jié)果輸出到輸出設(shè)備；
6)本次視力檢測結(jié)束，系統(tǒng)結(jié)果清零，返回最初初始化以后的狀態(tài)，斷電，本次測試過程結(jié)束；
7)若實驗中出現(xiàn)長時間無按鍵按下的狀態(tài)(在本實驗儀器中設(shè)置時間為10 s)，則強制結(jié)束，從試驗狀態(tài)中跳出并顯示對應結(jié)果。
其中，我們將系統(tǒng)的一個周期內(nèi)工作流程簡圖表示如圖1所示。