光譜燈光刺激近視治療儀燈光控制器的設計
1 技術要求
根據有關資料顯示,燈光光譜采用紅、綠、藍三色燈光分別分時刺激眼睛及眼睛周圍穴位,一般要求是:紅燈采用弱(亮1 s)、中(亮1 s)、強(亮1 s)、停止3 S,循環3 rain;紅(亮1 S,滅1 s)、紅(亮1 S,滅1 s)、藍(亮1 S,滅1 s)循環1.5 rain;紅(亮0.3 s)、綠(亮0.3 s)、藍(亮0.3 s)循環1.5 min。
2 控制器ASM流程圖
根據上面技術要求可以畫出控制器ASM流程圖如圖1所示。系統在TO(0000)狀態,接到MF命令,s1=1,控制信號CLR=1,時鐘信號清零,開始記時,進入T1。
循環一:TI(0001)狀態,紅燈弱亮;當時間t=1 S時,狀態信號S2=1,控制信號CLRl=1,1 S清零,進入T2(0010)狀態,紅燈中亮;當時間t=1 S時,進入T3(0011)狀態,紅燈強亮;當時間t=1 S時,進入T4(0100)狀態,紅燈滅;當時間t=3 S時,狀態信號S3=1,控制信號CLR2=1,3 s清零;這時如果時間t3 min,進入T1(0001)狀態循環;如果t≥3 rain,狀態信號S4―1,進入T5狀態,控制信號CLR=1,時鐘信號清零。
循環二:T5(0101)狀態,紅燈強亮;當時間t=1 S時,狀態信號S2―1,控制信號CLRl=1,1 S清零,進入T6(0110)狀態,紅燈滅;當時間t=1 S時,進入T7(0111)狀態,紅燈強亮;當時間t=1 S時,進入T8(1000)狀態,紅燈滅;當時間t=l S時,進入T9(1001)狀態,藍燈強亮;當時間t=1 S時,進入T10(1010)狀態,藍燈滅1 S;這時如果時間t1.5 min,進入T5狀態循環;如果t≥1.5 min,狀態信號S5=1,進入T11狀態,控制信號CLR=1,時鐘信號清零。
循環三:T11(1011)狀態,紅燈亮,當時間t=0.3 S時,狀態信號S6=1,控制信號CLR3=1,0.3 S清零,進入T12(1100)狀態,綠燈亮;當時間t=0.3 S時,進入T13(1101)狀態,藍燈亮0.3 S;這時如果時間t1.5 min,進入.Tll狀態循環;如果t≥1.5 rain,狀態信號s5=1,進入TO狀態。
控制器的設計可以使用ASM法,根據ASM圖畫出狀態轉換表,寫出驅動方程和輸出方程,然后采用觸發器、數據選擇器和譯碼器進行設計。還可以采用MDS法,因為狀態較多,輸入變量較多,采用MDS法較為簡便。
3 控制器MDS狀態圖
根據ASM圖畫出MDS狀態圖,如圖2所示。
4 硬件實施
4.1 元器件選取
根據MDS圖,選用四位二進制計數器74161為基本元件,74161的邏輯圖如圖3所示,功能表如圖4所示。
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