基于MCS-51系列单片机的激光美容仪器控制系统的
在激光美容仪器中,控制系统主要产生不同频率的精准脉冲信号,控制激光器的输出和实现各种控制功能。
由于激光美容设备要求精度高,可靠性好,故单片机的品质的等级也是需要考虑的一个重要因素。目前,MCS-51系列单片机技术成熟,开发所用的教材和技术资料多,开发工具齐全,单片机采用ATMEL公司生产的AT89S51芯片。该单片机兼容MCS51微控制器,4K字节FLASH存贮器支持在系统编程ISP1000次擦写周期,128字节片内RAM,工作电压4.0V到5.5V,全静态时钟0Hz到33MHz,三级程序加密,32个可编程IO口,2/3个16位定时/计数器,6/8个中断源,全双工UART,低功耗支持Idle和Power-down模式,Power_down模式支持中断唤醒,看门狗定时器,双数据指针,上电复位标志。
单片机AT89S51是整个系统的核心。它接受来自开关矩阵的控制信号,计算输出不同频率的脉冲信号,并驱动MAX7219在数码管上显示相应信息。监控电路核心是MAX813。为了提高单片机在恶劣环境下的可靠性,必须采用μP监控电路来增加单片机的稳定性和抗干扰能力。硬件监控电路有以下功能:(1)上电复位:保障系统加电时能正确地启动。(2)掉电复位:当电源失效或电压降到某一电压值以下时,产生复位信号对系统进行复位。(3)看门狗定时器:当处理器遇干扰,程序运行混乱产生“死锁”时,对系统复位.此处采用MAXIM公司的军用级芯片MAX813LMJA。因为单片机向MAX813发送数据时,MAX813只等待接收单片机的初始化数据而并无其它的工作其工作速度足够快,可以认为MAX813总是处于“准备好”状态。
因此,单片机与MAX813的数据传送是串行无条件传送。系统的人机交互功能由一组开关实现。通过该组开关,操作人员可以选择功能(脱毛或洗牙)、光束频率,进行脉冲调节等。手动触发电路实现由操作员手动发出一个激光脉冲,脉冲宽度可调。该电路由一个非自锁的机械开关及防抖动电路实现。防抖电路十分重要,因为机械开关的抖动是必然存在而且随机的,若没有防抖电路,按下一次开关可能会触发若干个脉冲。显示驱动电路主要由MAX7219及数码管组成。为了节省单片机I/O口资源,降低单片机的计算量,选用串行LED显示驱动器MAX7219。它能控制8位共阴级LED数码管,具有16级亮度控制、译码灵活,上电发光二极管全熄、只占用三根单片机I/O口线等优点。从单片机和MAX7219的工作速度来看,CPU两次发送数据给MAX7219的时间间隔,足以保证单片机访问MAX7219时,MAX7219总是处于“准备好”状态。而MAX7219又是串行LED显示驱动器,因此,单片机与MAX7219的数据传送也是串行无条件传送。
AT89S51可以采用汇编,也可以采用C语言编程。在本系统的软件设计中,由于高精度、高可靠性的要求,采用了汇编编程语言,因为用汇编编程不仅效率是最高的,而且系统的延时及废码率都大大降低。用汇编语言的缺陷是编程较为繁琐,工作量较大,并且可读性不如C51程序。限于篇幅所限,程序的源代码没有给出。