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基于STM32C8T6單片機的視力檢測儀設計的研究論文
摘 要： 隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展， 近視人數在增多， 所以人們要求可以更加方便的測試視力。傳統的視力檢測方法需要醫護人員參與到檢測過(guò)程中， 對于測試者及其不方便。本文提出了一種基于STM32F103c8t6單片機的視力測試儀的設計方案， 軟件采用C語(yǔ)言編程， 顯示部分采用串口屏顯示， 以國際標準視力表“E”字為視標， 每次隨機顯示一個(gè)字符。因此本系統可以進(jìn)行自我視力檢測， 且本產(chǎn)品使用方便， 成本低， 具有較大優(yōu)勢。
關(guān)鍵詞： 單片機； 視力檢測儀； 串口屏；
1、 引言
視力， 常用視角分辨率來(lái)表示， 指的是人眼辨別細節的能力。而視力的檢測又常用視力表來(lái)檢測， 當今世界視力表有很多種， 目前我國常用的視力表是用“E”字作視標。本文提出了一種基于STM32C8T6單片機的視力檢測儀的設計方案， 該檢測儀以單片機為控制核心， 串口屏為顯示手段， 語(yǔ)音播報為提示手段， 可進(jìn)行自我視力檢測。
2、 硬件設計
本設計硬件由單片機主控模塊、串口觸摸屏、藍牙模塊和鍵盤(pán)輸入模塊、語(yǔ)音合成模塊構成， 硬件結構圖如圖1所示。單片機CPU控制語(yǔ)音合成模塊發(fā)出“開(kāi)始測試”聲音， 引導測試者進(jìn)行視力檢測；測試者只需將視標開(kāi)口方向的判斷情況通過(guò)鍵盤(pán)輸入即可；單片機對輸入按鍵值進(jìn)行判斷是否正確， 同時(shí)發(fā)出語(yǔ)音提示， 最后通過(guò)發(fā)送語(yǔ)音告訴測試者視力情況。
2.1、 單片機模塊
單片機主控模塊使用STM32單片機， 他具有性能好、功耗低和成本低的優(yōu)點(diǎn)， 其程序存儲器容量是64KB, 單片機主要完成串口屏控制， 語(yǔ)音合成控制以及結果判決等過(guò)程， 串口屏通過(guò)藍牙與單片機串口連接， 用于接收單片機的指令傳輸。
2.2、 液晶顯示模塊
串口屏是指帶微處理器的液晶屏， 它包括處理器、LCD液晶顯示屏和其他部分。它接收單片機UART串口發(fā)送過(guò)來(lái)的指令， 完成在液晶屏上顯示漢字圖案的操作。本系統使用的是淘晶馳串口屏， 可以使單片機對液晶屏的控制變得更加簡(jiǎn)單， 讓普通的單片機可以驅動(dòng)復雜的圖像處理。
2.3、 無(wú)線(xiàn)通信模塊
藍牙是一種支持設備短距離通信的無(wú)線(xiàn)電技術(shù)。藍牙的標準是IEEE802.15, 工作在2.4GHz頻帶。本系統使用的是藍牙模塊HC-05, 其RXD接單片機的PA9端口， TXD連接單片機的PA10端， 這樣， 就可實(shí)現藍牙模塊與單片機的串口通信。
2.4、 語(yǔ)音合成模塊
本系統使用的是SYN6288語(yǔ)音合成芯片， 其支持BIG5、GB2312、GBK和UNICODE等常見(jiàn)的格式的文本， 具有可靠的、清晰的、標準的中文語(yǔ)音合成效果。工作方式是通過(guò)單片機向串口發(fā)送文本， 然后通過(guò)單片機控制該芯片合成語(yǔ)音， 具有使用方便， 開(kāi)發(fā)方便的優(yōu)點(diǎn)。
3、 軟件設計
采用Keil5作為開(kāi)發(fā)平臺， 流程如圖2所示。根據結構化的思想， 軟件可以分為以下模塊：隨機數模塊、輸入識別模塊、語(yǔ)音合成模塊、視力等級判別模塊。隨機模塊可生成0~3的隨機數， 利用這一隨機數可控制屏幕顯示圖標， 輸入識別模塊用于輸入的鍵值， 語(yǔ)音合成模塊用于語(yǔ)音提示體驗者的選擇是否正確。結果判別模塊是將收到的鍵值與單片機存儲的視力表比較， 得出視力結果， 通過(guò)語(yǔ)音播報視力值與近視度數。
3.1、 隨機數生成模塊
為了避免每次視力測試的“E”圖標的開(kāi)口具有規律性， 本系統采用了隨機數去控制每一行中“E”的開(kāi)口方向， 而這隨機數是由可確定的線(xiàn)性同余函數通過(guò)一個(gè)種子產(chǎn)生的， 也就是說(shuō)可以引用頭文件“stalib.h”中的rand （） 函數， 即t=rand （） %4, 因此這些隨機數在閉區間[0, 3]之間分布， 從而確定了圖標的開(kāi)口方向。
3.2、 輸入識別模塊
本模塊是將鍵值信息傳遞給單片機， 本系統共使用了六個(gè)按鍵值， 按鍵功能如表1所示
表1 按鍵功能
3.3、 語(yǔ)音合成模塊
當單片機需要發(fā)出語(yǔ)音的時(shí)候， 單片機就會(huì )向串口UART1發(fā)送需要的中文字符， 然后語(yǔ)音合成函數speech （） 就會(huì )對其處理， 最后發(fā)出語(yǔ)音提示測試者。
3.4、 視力等級判別模塊
單片機將獲得的鍵值與程序中的視力表數組進(jìn)行對比， 采用的算法是， 從視力表的首行開(kāi)始， 每次每行隨機取出三個(gè)視標， 參與者答對的話(huà)， flag_correct加1, 當flag_correct大于3的時(shí)候， 就會(huì )直接進(jìn)入下一行測試。當第一次出現同一行的答錯次數大于3次時(shí)， 則返回上一行進(jìn)行測試， 記錄標志位flag_return為1.在接下來(lái)的測試中再次出現答錯次數大于3次時(shí)， 記錄標志位flag_return為2, 這時(shí)輸出結果為當前上行的視力值。
4、 結束語(yǔ)
本文設計了一種基于STM32C8T6單片機的智能視力測試儀， 相比較古老的、傳統的視力檢驗， 可在無(wú)專(zhuān)業(yè)人員幫助的情況下， 自我進(jìn)行對視力測試。通過(guò)實(shí)驗表明本系統對視力大的檢測確實(shí)帶來(lái)了方便， 測試結果也較為準確。不足之處在于， 每次通過(guò)rand （） 函數取得隨機數是否是真正的隨機數， 是否會(huì )對視力測試結果造成影響。
參考文獻：
[1]姚開(kāi)麒等。微機化視力檢查系統[J].中國醫療器械， 1992, 16 （06） :340.
[2]胡忠林。驗光與視力表視力[J].中國眼睛科技， 2006, 12 （12） :104-105.
[3]邱杰等基于MCS-51單片機的視力測試儀設計[J], 玉林師范學(xué)院學(xué)報， 2015, 4 （02） :31-34.
[4]蔡金川， 張超， 樊麗�；赯ig Bee和GPRS的智能家居控制系統設計以及傳感數據基于時(shí)間序列的聚類(lèi)分析[J].新型工業(yè)化， 2017, 7 （03） :52-55.
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