一种基于CPLD的医疗激光器功率控制模块

摘要

本发明提供一种基于CPLD的医疗激光器功率控制模块，硬件包括：CPLD芯片、4×4键盘、液晶显示模块LCD、数字温度计芯片、数字电位器芯片、报警指示灯LED和12MHz晶振；CPLD芯片是整个模块的核心控制部件，由它控制其他部件的运行，该芯片是基于乘积项结构的PLD，特别适用于实现高速复杂的组合、时序逻辑。通过控制LCD、键盘组成的人机交互接口来实现调节数字电位器的输出电阻值，从而达到改变激光器发射功率等级的目的；同时还实现了检测激光器所处的环境温度、高温报警以及定时控制等功能。

主权项

一种基于CPLD的医疗激光器功率控制模块，，其特征在于，硬件包括：CPLD芯片、4×4键盘、液晶显示模块LCD、数字温度计芯片、数字电位器芯片、报警指示灯LED和12MHz晶振；其中：CPLD芯片，用于控制模块上各部件的工作；CPLD芯片的型号是EPM7064SLC44‑10；1)4×4键盘连接到CPLD芯片，作为整个发明的核心，用于控制模块上各部件的工作；CPLD芯片的9根I/O线，利用CPLD芯片的可编程技术实现4×4的扫描键盘功能；2)液晶显示模块LCD，连接到CPLD芯片的11根I/O线上，通过编程、译码实现各种参数的显示，液晶显示模块的型号是LCM16023)12MHz晶振占用1根CPLD芯片的I/O线，作为模块的时钟输入；4)报警指示灯LED，占用1根CPLD芯片的I/O线，用于模块的报警；5)数字温度计芯片，占用1根CPLD芯片的I/O线，实现温度的采集，数字温度计的型号是DS1820；6)数字电位器芯片，连接3根CPLD芯片的I/O线，实现CPLD芯片对电位器的调整，数字电位器的型号是DS1867；控制模块的运行流程如下：1)模块复位：整个模块进行上电复位，此时报警指示灯LED处于灭的状态，液晶显示模块LCD处于不显示状态；2)设置定时参数：通过CPLD芯片编程实现定时参数的设置，设置数字温度计芯片的循环显示时间为1秒，数字电位器芯片的定时时间为1分钟，此时液晶显示模块LCD会显示此定时时间；3)功率控制部分：通过对数字电位器芯片的控制达到对激光器功率控制；对数字电位器芯片的输出控制是通过串行传递一个17比特的数据包来实现的，bit0是电位器输出选择位，0、1分别选择电位器0、电位器1，然后是8bit电位器1控制字和8位电位器0控制字，分别对应两个点位器0‑255的输出等级控制，采用了电位器0，通过键盘输入来传送数据包，从而控制电位器0的输出等级，同时CPLD芯片通过编程译码在液晶显示模块LCD上以BCD码形式显示输出等级0‑255；4)温度设置与采集：对数字温度计芯片进行复位与初始化参数的工作在设置电位器等级之前进行，通过键盘输入的方式设定温度值的下限和上限，液晶显示模块LCD显示温度的BCD码，当设置完电位器的输出阻值后，进行激光器所处环境的温度采集与读取工作，这时CPLD芯片再通过键盘向数字温度计芯片相继发送温度转换与读取内部寄存器的命令，读取的温度每隔1秒钟会显示在液晶显示模块LCD上，当温度超出所设置的范围时，CPLD芯片将点亮报警LED，以指示操作人员应降低激光器的功率，当重新设定数字电位器的输出电阻后，再进行温度的采集与显示，当总的定时时间到达时，CPLD芯片对数字电位器复位，从而结束了本次操作。