一種基于LM3402的新型LED無(wú)影燈控制系統設計方案

　　1.4 安全措施

　　考慮到醫用儀器安全要求的特殊性，系統的每一個(gè)環(huán)節都應該考慮采取相應安全措施。首先，手術(shù)室是一個(gè)具有強電磁干擾的環(huán)境，防止MCU死機十分重要，因此必須采取如下措施：(1)必須認真處理硬件復位電路設計和內部復位程序;(2)必須排除錯誤干擾信號，所以整個(gè)系統采用了完全電氣隔離，以阻止電路各部分的相互影響。此外還采用了Modbus冗余校驗法;(3)高亮度白色LED的價(jià)格較高，為避免損壞，必須排除電網(wǎng)和電源損壞對系統的影響，故本文采用了過(guò)壓和過(guò)流自動(dòng)保護電路，當電壓或電流超過(guò)設定值的20%時(shí)，系統自動(dòng)切斷電源，以保證系統電路和高亮度LED的安全。

　　2 程序設計

　　2.1 程序結構

　　程序主要包含面板控制器和驅動(dòng)板兩個(gè)獨立程序。面板控制器程序根據4個(gè)按鈕的輸入狀態(tài)，向驅動(dòng)板發(fā)送開(kāi)關(guān)或照度調節命令，并將命令狀態(tài)在8個(gè)LED上顯示出來(lái)。驅動(dòng)板程序初始化以后，主要通過(guò)串行口接收中斷接收操作信息，進(jìn)行Modbus數據冗余校驗后，根據命令指示，發(fā)出不同的PWM信號。驅動(dòng)板程序流程框圖如圖3所示。

　　2.2 PWM發(fā)生

　　高亮度發(fā)光二極管串的電流主要通過(guò)對LM3402的DIM端口進(jìn)行PWM調節，實(shí)際電流占設定電流值的比例取決于PWM的占空比(duty cycle)。P89LPC932內部定時(shí)器T0/T1的PWM輸出與計數輸入和定時(shí)器觸發(fā)輸出占用相同的管腳，發(fā)生定時(shí)器溢出時(shí)自動(dòng)觸發(fā)端口輸出。此功能通過(guò)AUXR1寄存器中的控制位ENT0和ENT1分別使能定時(shí)器0和1。該模式打開(kāi)時(shí)，在首次定時(shí)器溢出前端口的輸出為邏輯1。為了使該模式生效，必須清零C/T位以選擇PCLK作為定時(shí)器的時(shí)鐘源。定時(shí)器初始化設置參考程序如下：

　　void Timer1_init(void)

　　{

　　TMOD|=0x20; //定時(shí)器工作于方式6

　　TAMOD|=0x10;

　　TH1=256-n; //n為占空比

　　AUXR1|=0x20; //定時(shí)器使能

　　TR1=1; //啟動(dòng)定時(shí)器

　　}

　　其中占空比duty cycle=256-TH1，定時(shí)器1的溢出將使P1.2或P0.7端口發(fā)生翻轉，因此輸出頻率為定時(shí)器1溢出速率的1/2。

　　2.3 節能模式

　　能耗控制在整個(gè)無(wú)影燈控制系統中具有十分重要的意義。在多數時(shí)間，HBLEDs處于熄滅狀態(tài)，控制系統處于待機狀態(tài)，將功耗降低到最低。將電源控制寄存器 PCONA設置為0xFF時(shí)，外部功能模塊掉電;將電源控制寄存器PCON設置為03H時(shí)，可將MCU處于完全掉電狀態(tài)，只有在中斷觸發(fā)的時(shí)候，才能喚醒，隨即給外部功能模塊上電，MCU開(kāi)始工作。驅動(dòng)板上的MCU由串行口接收中斷喚醒，面板上的MCU通過(guò)鍵盤(pán)中斷喚醒，鍵盤(pán)中斷參考程序如下：

　　void KEY_ISR( ) interrupt 7

　　{

　　key_push=1; //有鍵按下標志

　　PCONA=0x00; //外部功能模塊上電

　　KBCON=0x00; //清除鍵盤(pán)中斷標志

　　}

　　中國每年無(wú)影燈的市場(chǎng)需求量在2萬(wàn)臺以上，同時(shí)因低碳經(jīng)濟發(fā)展的需求，需要進(jìn)行節能改造，所以L(fǎng)ED無(wú)影燈的市場(chǎng)推廣前景十分廣闊。本文所介紹的LED無(wú)影燈技術(shù)，目前已經(jīng)在江蘇某知名醫療器械公司投入批量生產(chǎn)，取得了良好的社會(huì )效益。