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熒光信號采集系統設計與分析

作者: 時(shí)間:2009-12-21 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏
1 引言
牙齒牙髓活力狀態(tài)是衡量人體牙齒健康與否的關(guān)鍵,在此摒棄以往用牙髓電活力測試的檢測方法,而利用激光照射牙齒而激發(fā)牙髓物質(zhì)產(chǎn)生的機理。研究發(fā)現,強度與牙髓活力有密切關(guān)系。能反映牙髓是否健康,牙髓是否能康復,通過(guò)牙齒的現象判斷牙髓活力,是一種診斷牙髓疾病的客觀(guān)方法。牙齒在短波長(cháng)激光的照射下可以產(chǎn)生熒光,通過(guò)入射光纖照射到牙齒表面,再由出射光纖輸出熒光,熒光強度會(huì )隨牙髓活力降低而減弱,將激光誘導熒光技術(shù)應用于牙髓活力檢測領(lǐng)域。介紹牙髓熒光與顯示電路,詳細闡述單片機程序,實(shí)現對熒光,包括A/D與基于TFT-LCD顯示的程序。

2 熒光信號檢測原理
某些物質(zhì)受光照射激發(fā)能發(fā)射比激發(fā)光波長(cháng)更長(cháng)的光。此物質(zhì)能從外界吸收并儲存能量(如光能、化學(xué)能等),并進(jìn)入激發(fā)態(tài);當其從激發(fā)態(tài)再回到基態(tài)時(shí),過(guò)剩的能量以電磁輻射的形式放射(即發(fā)光),稱(chēng)為熒光。產(chǎn)生熒光必須具備兩個(gè)條件:物質(zhì)的分子必須具有與照射光相同的頻率;吸收與本身特征頻率相同能量的分子。必須具有高熒光效率。
設計原理是利用脈沖調制電路將單色激光轉變?yōu)檎{制激光光源。調制激光光源作為的激發(fā)光源,通過(guò)入射光纖直接照射到牙齒表面.基于激發(fā)的熒光通過(guò)出射光纖反射輸出,選擇光電倍增管作為熒光接收的光電傳感器。由于出射的熒光較微弱,為了直觀(guān)觀(guān)察激發(fā)出的熒光,設計合理的放大電路,經(jīng)A/D轉換,單片機讀取采樣數據并進(jìn)行相應處理。利用TFT-LCD終端顯示輸出。圖1為總體設計框圖。

本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/173507.htm

3 采集與顯示電路設計
采集采用12 bit ADS7804轉換器,其內部采用逐次逼近式工作原理,單通道輸入,模擬輸入電壓范圍為±10 V,采樣速率為100 kHz,采樣精度達2 mV。信號采集電路如圖2所示,AT89C51單片機為控制處理器。其通信接口通過(guò)MAX232進(jìn)行電平轉換,直接與TFT-LCD連接。

根據ADS7804器件的采集時(shí)序要求,首先將R/C引腳變?yōu)榈碗娖?;然后在CS引腳輸入一個(gè)脈沖,并在其下降沿啟動(dòng)A/D轉換,此脈沖的寬度要求在40 ns~6μs之間;這時(shí)BUSY引腳電平拉低表示正在進(jìn)行轉換;經(jīng)過(guò)約8μs后,轉換完成,BUSY引腳電平相應變高;再把R/C引腳電平拉高,這樣,CS引腳脈沖的下降沿即把轉換結果輸出到數據總線(xiàn)。
AT89C51單片機利用4個(gè)I/O端口為ADS7804器件提供工作時(shí)序,該時(shí)序由單片機軟件完成。ADS7804的CS、BUSY、BYTE、R/C分別與單片機的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3相連,將示波器連接P1.0、P1.1、P1.2、P1.3引腳檢測ADS7804一次采集,單片機提供工作時(shí)序,圖3為MD轉換啟動(dòng)時(shí)序。

選用TFT-LCD DMT48270S型7英寸液晶顯示器作為顯示終端。由濕示器與M600人機界面驅動(dòng)模塊組成TFT組合模塊,界面支持觸摸屏操作。TFT組合模塊的特點(diǎn)是:具有串行口,可直接與AT89C51通訊,數據通訊只需3根線(xiàn);具有統一指令集和硬件接口;完整的TFT面板接口信號,支持所有(TTL/CMOS)RGB接口面板,功耗低。是一種理想的終端顯示組合模塊。TFT組合設有兩種數據傳輸速率模式:一種為固定模式,其波特率為921 600 b/s,另一種為可設置波特率,其波特率在1 200 b/s到115 200 b/s之間可調。該設計選擇19 200 b/s波特率,輸出界面模式由單片機軟件完成。


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關(guān)鍵詞: 設計 分析 系統 采集 信號 熒光

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