c8051f单片机在x光机数据采集系统中的应用

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摘要：根据小型x光机的特点，利用C8051F023单片机提出一种廉价的x光机数据采集系统的设计方案，使
x光机达到对数据的准确采集．本文着重阐述了x光机系统构成及对数据采集的实现．
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从图l可以看到，小型X光机主要由X射线产
生和图像显示两部分组成．其中，重点研究3个模
块：直流高压模块、控制电路和灯丝供电模块．这三
' Z9 p# \5 O- ~! Z个模块之间的关系从图1可以看出．控制电路到直
  @3 h% V7 T/ A3 E- E5 k  H; p, f流高压模块和灯丝供电模块之间的双向箭头分别
表示，控制电路不仅给直流高压和灯丝供电模块提
供控制信号，也从这两个模块提取信号，从而形成
' P0 c" H& j* i) K  ^9 x  c一个有反馈的闭环控制系统．信号的提取过程也就
形成了数据采集系统．设计数据采集系统的目的是
为了让小型X光机系统长时间安全稳定地运行，提
$ N1 Z# `7 g; V* e. C/ @" A% Q' a, u高产品的可靠性和耐用度．在这个系统中最关键的
部件就是x射线管，所以它的运行状态就需要了解，
/ V% ?1 a+ R) T5 f; o6 B. u3 n! K包括它的运行温度和灯丝电流，因为灯丝是电阻元
& q5 `* r; _# b# I, E- w$ `件所以可以监测它两端的电压来实现这一目的．另
外需要关注的是高压发生器中的电子开关，它发热
量很大，所以它的表面温度参数就成为一个重点监
; U: F# a7 X- w; J控对象．单片机所用的电路板上的C8051F330内集
2 g% f, w9 C, A! M; R3 A成了温度传感器，可以用它直接测量单片机的工作
" e& R! |% e3 d温度．
: G: B  g8 }0 f6 Z1 W2 N( ~/ b& y1．2 X光机工作性能指标及参数
本设计中所用到的x光机主要有电源、x射线
管、感光板、摄像机、显示屏等几部分组成，见图2．
为了使x光机可以正常工作，结合小型x光机的实
验，以及参看X光管的产品说明，了解到x射线管
的灯丝电压正常工作范围在2．5—3．2V之间．
' q% O8 O8 `% c! J$ |电子开关采用的是场效应管，这种元件在温度
& Y) A  e: J  v. `8 r1 b0 }达到80℃以上，工作特性就会变得比较差，所以要
! F$ `+ Q  O7 ^- B4 \& C. o: j控制在这个温度以下．单片机的工作温度根据手册
知道应在—40℃一+85℃比较好．
2．1 X光机电压参数的采集
X射线管的灯丝电压正常工作范围在2．5—
3．2V之间，而单片机AD转换的基准电压的范围在
·0—2．5V．也就是说从x光机采来的电压是不能直接
用于采集和处理的．所以首先要对于从X光机接出
0 s, o) c2 u) {% w; ?3 L来的电压接一个衰减电路，使其将接出来的电压衰
( ~& J0 X3 b; b. e! {+ {9 t! x+ q减到2．5V之内．
! o: B) r; o/ ?# N( K, M) {经过计算可以得到3．2／2．5=1．28，则将x射线
管接出的电压衰减1．28倍，衰减后的电压就可以进
0 d* t& |+ H  }行AD转换了．为了给定一定变换范围，这里取衰减
倍数为1．5． ‘
; U* t& p8 i: k/ ~) g将衰减得到的电压接入AD转换输入口的第8
' Y& ?; [# S/ E个引角，输入接口如图3所示．

附件下载：
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别的单片机也可以实现