基于SPCE3200的自主視力檢測系統設計

摘要：為了滿(mǎn)足人們日益發(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(pán)輸入模塊，設計出一種基于測試人員自主檢測的視力檢測系統。該系統的設計旨在為視力的自主檢測提供方便可靠的幫助。經(jīng)實(shí)際測試結果表明，該系統簡(jiǎn)單高效特點(diǎn)鮮明，測試者個(gè)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(guò)感官接受外界環(huán)境所表達的信息，并根據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(jué)。我們常說(shuō)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(diǎn)是否分開(kāi)的能力，視力的好壞是由視網(wǎng)膜分辨影像能力的大小來(lái)判定。通常來(lái)說(shuō)，為了給醫師判斷視力提供幫助，在醫學(xué)臨床上會(huì )使用視力檢測的數值來(lái)對視力進(jìn)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，但歸結起來(lái)可分為以下2種：1)較為傳統的方式，即一測試人、一醫師、一根指示桿、一視力表。測試人在醫師的引領(lǐng)下，分辨指出指示桿所指示的視力表上視標的方向。2)由傳統方式進(jìn)化演變而來(lái)，利用當今先進(jìn)的電子投影設備，采用先進(jìn)的圖形影像技術(shù)，代替傳統意義上的視力表，將檢測所需的圖像更加清晰的呈現給被測試人員完成視力檢測過(guò)程。但是上述介紹的檢測方法，都有固定的缺陷，因為無(wú)論在哪種檢測的全過(guò)程中，均需要一名醫師進(jìn)行協(xié)助工作，這樣就會(huì )造成多種后果。1)需要對驗光人員進(jìn)行相關(guān)的培訓并進(jìn)行考核，費時(shí)費力；2)在大規模體檢中，不可避免會(huì )因為醫師的不經(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，嘗試設計一種“由微型計算機全程控制、單人自主即可完成測試過(guò)程的光電視力自主檢測系統”。擬設計出的實(shí)驗系統全部測試控制過(guò)程均在微處理器控制下完成，測試結果準確，使用控制極其方便，不會(huì )受到環(huán)境的影響。同時(shí)，在文章中對系統的工作流程進(jìn)行了探究，對系統的硬秤部分相關(guān)參數進(jìn)行設計，并對系統工作時(shí)所需的軟件程序進(jìn)行了仿真調試。

1 系統設計總路
1．1 系統所需解決問(wèn)題
為了可以達到測試者在沒(méi)有醫師指示的情況下自主就可以完成整個(gè)視力檢測過(guò)程的目的，我們希望所設計系統能夠需達到如下的設計要求：
1)在實(shí)驗過(guò)程中，系統要可以生成上下左右方向隨機的視標給測試者進(jìn)行觀(guān)察；
2)當測試者對給出的視標進(jìn)行了判斷，系統要能對判斷的結果與視標原有方向進(jìn)行比對，并根據對錯進(jìn)行相關(guān)的體現；
3)若測試者對視標方向判斷正確，則下個(gè)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(guò)程中若視標方向判斷均正確，系統要能一直顯示到碼數最小的視標；
5)若測試者對視標方向判斷錯誤，則系統能結束試驗并輸出上一次正確時(shí)視標對應的碼數大??；
6)實(shí)驗系統長(cháng)時(shí)間無(wú)信號輸入，可以自動(dòng)結束退出。
1．2 系統工作過(guò)程設計
根據上述所述需要實(shí)驗儀器系統所需達到的要求，我們對系統在一個(gè)測試周期中的工作過(guò)程進(jìn)行一個(gè)詳細的設置，即對一個(gè)測試者獨立完成一次視力自主測試的實(shí)驗工作流程進(jìn)行的設計。具體工作過(guò)程如下：
1)測試開(kāi)始時(shí)，首先通電，系統初始化，為視力測試做好準備；若出現錯誤，則進(jìn)行相關(guān)提示，幫助工作人員進(jìn)行解決；
2)處理器讀取碼數最大方向隨機的圖片，并顯示在顯示器上；
3)系統等待測試者按鍵，并根據其按鍵所對應的方向進(jìn)行判斷，若正確則進(jìn)行步驟4，若不正確則進(jìn)行步驟5；
4)系統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(jìn)行選擇，并根據其按鍵所對應的方向進(jìn)行判斷，若正確則繼續循環(huán)步驟4)；若錯誤則跳至步驟5)；
5)系統顯示最后一個(gè)判斷正確的圖片對應的標碼大小，將結果輸出到輸出設備；
6)本次視力檢測結束，系統結果清零，返回最初初始化以后的狀態(tài)，斷電，本次測試過(guò)程結束；
7)若實(shí)驗中出現長(cháng)時(shí)間無(wú)按鍵按下的狀態(tài)(在本實(shí)驗儀器中設置時(shí)間為10 s)，則強制結束，從試驗狀態(tài)中跳出并顯示對應結果。
其中，我們將系統的一個(gè)周期內工作流程簡(jiǎn)圖表示如圖1所示。