自主视力检测仪器系统的设计与研究

摘要

视觉作为人们所最常使用的感受方式，是接受外界环境信息的最重要途径。为了替视力判断提供帮助，在医学临床上会使用视力表数值为视力进行评估从而对视力好坏做出判断。然而，常用视力检测方法在使用时并不方便，而视力检测仪器价格昂贵、操作复杂也不利于视力检测的进行。基于此我们提出了本课题研究项目自主视力检测仪器，该课题所研究的内容自主视力检测仪器不仅拥有着必要性，也拥有着迫切性以及其背后广大的市场前景及价值潜力。
　　 本课题以视力的自主检测为研究方法，设计出了一种“由微型计算机全程控制、单人自主即可完成测试过程的视力测试仪器”。我们通过对实验流程的探索与规划以及对仪器硬件和系统软件的设计与实现，完成了以STM32为微处理器核心的自主视力检测仪器系统的设计。该设计仪器可以独立完成视标显示、键入接收、判断正误、结果导出等实验测试中所需功能。
　　 设计出的实验仪器全部测试控制过程均是在微计算机控制下完成的，以确保测试结果准确、使用控制方便简洁。根据视力自主检测实验的特点，我们为仪器系统设计了五大功能模块，分别对应的是微处理器模块、复位电路及调试部分模块、电源模块、键盘输入模块、OLED显示模块，其中微处理器模块选择使用了意法半导体公司出品的STM32F103VE芯片组为主体、显示模块选择使用了奇晶光电股份有限公司出品的4.3寸OLED彩色显示屏为主体。在自主视力检测活动中，系统键盘部分负责接收受检者的判断指令导入，信息经内部电路处理之后传递到微处理器做逻辑运算处理，结果显示则通过显示模块来进行。通过各个模块部分的协同合作，最终完成整个实验过程。
　　 系统软件部分利用C++语言进行编程。仪器的软件系统设计包括主程序和子程序两个部分，其中主程序部分负责控制整个试验的进行和对子程序的调用，子程序部分则包括初始化、图像显示、按键设置、数据接收、串口通信等等部分。在对软件系统程序进行设计的过程中，首先，我们利用SPCE3200凌阳单片机系统对自主视力检测进行方案和算法上的验证；然后，通过模拟得到的效果，分别从工作内容、软件开发环境、初始化程序设计、显示模块程序设计、视标判断程序设计、键盘按键操作程序设计六个方面入手，对整个仪器的软件系统的全部工作内容进行设计。
　　 通过对程序部分的仿真模拟和对实验仪器的压力测试，设计出的仪器系统能够很好的完成预期自主视力检测实验活动的设想内容。选材并设计了系统的硬件部分，调试并编辑了仪器的软件系统，制作了一台样机。