基于STM8的视力矫正仪设计

摘 要 本文介绍的视力矫正仪，以STM8单片机为主控芯片，7寸组态屏为上位机以及外围模块设计而来，主要用于帮助轻度近视、高度近视以及散光的人群矫正视力，具有性能稳定、安全可靠的特点。

关键词 视力矫正仪；STM8单片机；性能稳定

前言

近视眼是学生常见病之一，自八十年代以来，中小学生近视眼的患病率持续升高，近几年来，发病年龄呈低龄化趋势[1]。目前，国际上公认的，采用最多的治疗近视的方法主要有3种：佩戴眼镜、药物物理疗法和手术治疗[2]。对于佩戴眼镜主要用于轻度近视患者或者假性近视患者；药物物理疗法对人体健康具有一定的影响；手术治疗具有一定风险，此外市面上存在的一些视力矫正仪器具有功能模式较少，治愈周期长，见效慢等缺陷。对此，设计出一款多功能新型视力矯正仪，该系统具有功耗低、性能稳定、模式多样化可满足不同近视程度的人群等特点。

1 系统方案设计

本系统主要包含3个部分，第一部分是系统上位机部分，本系统采用7寸组态屏作为上位机来实现友好的人机交互功能和实现与下位机的数据通信功能。第二部分是系统的主控制部分，该部分主要以STM8为核心实现与上位机的数据通信功能以及控制系统的从控制部分进行工作；第三部分是系统的从控制部分，该部分包含从控单片机、远红外加热模块、脉冲大小调节模块、语音模块以及灯条模块。其中从控单片机采用了与主控单片机相同的STM8为核心，这样方便实现主控单片机与从控单片机的数据通信功能[3]。系统整体设计框图如图1所示。

2 系统硬件电路的设计

2.1 主控电路设计

主控板的设计分为两大部分。第一部分，本系统采用了一个7寸的组态屏作为上位机，上位机与主控单片机通信采用的是串口通信，实现数据的传输与接收功能；第二部分，采用STM8主控单片机的丰富的I/O引脚实现与外围器件的通信。

主控单片机应用STM8芯片，本系统在外围模块方面主要包含远红外加热模块、脉冲大小调节模块、语音模块[4]。

2.2 从控电路设计

本系统从控电路主要实现能够接收主控单片机发送的数据信号来控制灯条模块的工作状态的功能。从控电路以STM8为核心展开设计，外围电路包括晶振电路、复位电路、电压转换电路、三极管驱动放大电路等。

从控板主要通过2个I/O口和一根共地线实现与主控板的数据通信功能，这2个I/O口的作用是用于控制3组灯条的工作状态。

3 软件设计

本系统的软件设计主要包括串口数据通信设计、参数调整设计和模式选择设计。

串口数据通信的设计：当上位机的按钮被按下的同时会像主控板发送按钮地址和数值，主控板接收数据后进行判断并执行相应的功能。

模式选择设计：主要包括脉冲调节模式的选择和灯光模式的选择。脉冲调节通过在上位机设定5个地址来实现。

等待系统初始化完毕后首先选定系统工作时间，灯光模式，此时系统是不工作的，只有选择了刺激信号的模式，系统才开始工作。在系统工作时间内，可以随意调节脉冲刺激信号大小和远红外加热信号大小。当定时时间到了，语音模块会发出相应的语音，整个系统停止工作，各参数恢复至初始化状态[5]。

4 系统调试与分析

本系统主要测试了脉冲信号的波形大小。其中图5是利用差分放大器测量得到的双相恒流脉冲刺激信号单周期的波形，频率为100Hz，有效电平为500us。

从图5看出，双相恒流脉冲刺激信号的波形的频率为100.125Hz，而且有效脉冲单周期内为500us，达到了设计要求。

5 结束语

本文介绍的视力矫正仪，利用了STM8单片机作为核心设计完成硬件电路设计以及IAR软件的功能设计。本文设计的视力矫正仪基本功能完善、性能稳定、功耗低，操作方便，适用于市场推广。

参考文献

[1] 方骏，吴勇勇，吴运军，等.耳穴贴压对近视患儿发中微量元素含量的影响[J].中国学校卫生，2002，23（1）：58.

[2] 马慧，熊德永，郭凯，等.近视眼的矫正、治疗及预防[J].数理医药学杂志，2010，23（04）：475-476.

[3] 邓晓千，蒋力立，刘彦鹂.基于STM8s的数控直流恒流源的设计[J].实验科学与技术，2017，15（01）：33-35.

[4] 王萍，姚兴家，白英龙，等.视健眼操与眼保健操预防近视效果对比观察[J].中国学校卫生，2002，23（6）：500-501.

[5] 张廷民，刘茂德，何爱芝.多功能视力矫正仪治疗青少年近视[J].针灸临床杂志，1998，（05）：34-35.

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