摘要：為了滿足人們?nèi)找姘l(fā)展的視辦檢測需求，使用SPCE3200微控制芯片，外部擴(kuò)展TFT-LCD模塊和鍵盤輸入模塊，設(shè)計(jì)出一種基于測試人員自主檢測的視力檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)旨在為視力的自主檢測提供方便可靠的幫助。經(jīng)實(shí)際測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)簡單高效特點(diǎn)鮮明，測試者個(gè)人即可獨(dú)立完成視力檢測的全部步驟，避免了舞弊和人為失誤的情況發(fā)生。

　　人通過感官接受外界環(huán)境所表達(dá)的信息，并根據(jù)所得到的信息做出相應(yīng)的反應(yīng)，其中人們所最常使用的就是視覺。我們常說的視力指的是人眼對影像的分辨能力，比較經(jīng)典的解釋是指人眼鑒別兩點(diǎn)是否分開的能力，視力的好壞是由視網(wǎng)膜分辨影像能力的大小來判定。通常來說，為了給醫(yī)師判斷視力提供幫助，在醫(yī)學(xué)臨床上會使用視力檢測的數(shù)值來對視力進(jìn)行評估從而對視力好壞做出判斷。

　　在我國視力檢測的方法多種多樣，但歸結(jié)起來可分為以下2種：1）較為傳統(tǒng)的方式，即一測試人、一醫(yī)師、一根指示桿、一視力表。測試人在醫(yī)師的引領(lǐng)下，分辨指出指示桿所指示的視力表上視標(biāo)的方向。2）由傳統(tǒng)方式進(jìn)化演變而來，利用當(dāng)今先進(jìn)的電子投影設(shè)備，采用先進(jìn)的圖形影像技術(shù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的視力表，將檢測所需的圖像更加清晰的呈現(xiàn)給被測試人員完成視力檢測過程。但是上述介紹的檢測方法，都有固定的缺陷，因?yàn)闊o論在哪種檢測的全過程中，均需要一名醫(yī)師進(jìn)行協(xié)助工作，這樣就會造成多種后果。1）需要對驗(yàn)光人員進(jìn)行相關(guān)的培訓(xùn)并進(jìn)行考核，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；2）在大規(guī)模體檢中，不可避免會因?yàn)獒t(yī)師的不經(jīng)意甚至偏袒舞弊情況而造成的失誤，這將對測試結(jié)果的公平性造成不良影響。

　　為克服以上缺陷，有人提出了一種全新的檢測方法，即視力的自主檢測。文中以視力的自主檢測為研究對象，嘗試設(shè)計(jì)一種“由微型計(jì)算機(jī)全程控制、單人自主即可完成測試過程的光電視力自主檢測系統(tǒng)”。擬設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)全部測試控制過程均在微處理器控制下完成，測試結(jié)果準(zhǔn)確，使用控制極其方便，不會受到環(huán)境的影響。同時(shí)，在文章中對系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行了探究，對系統(tǒng)的硬秤部分相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對系統(tǒng)工作時(shí)所需的軟件程序進(jìn)行了仿真調(diào)試。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總路

　　1.1 系統(tǒng)所需解決問題

　　為了可以達(dá)到測試者在沒有醫(yī)師指示的情況下自主就可以完成整個(gè)視力檢測過程的目的，我們希望所設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠需達(dá)到如下的設(shè)計(jì)要求：

　　1）在實(shí)驗(yàn)過程中，系統(tǒng)要可以生成上下左右方向隨機(jī)的視標(biāo)給測試者進(jìn)行觀察；

　　2）當(dāng)測試者對給出的視標(biāo)進(jìn)行了判斷，系統(tǒng)要能對判斷的結(jié)果與視標(biāo)原有方向進(jìn)行比對，并根據(jù)對錯(cuò)進(jìn)行相關(guān)的體現(xiàn)；

　　3）若測試者對視標(biāo)方向判斷正確，則下個(gè)顯示出的視標(biāo)大小應(yīng)比本次顯示出的視標(biāo)大小小一號；

　　4）在測試過程中若視標(biāo)方向判斷均正確，系統(tǒng)要能一直顯示到碼數(shù)最小的視標(biāo)；

　　5）若測試者對視標(biāo)方向判斷錯(cuò)誤，則系統(tǒng)能結(jié)束試驗(yàn)并輸出上一次正確時(shí)視標(biāo)對應(yīng)的碼數(shù)大??；

　　6）實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)長時(shí)間無信號輸入，可以自動結(jié)束退出。

　　1.2 系統(tǒng)工作過程設(shè)計(jì)

　　根據(jù)上述所述需要實(shí)驗(yàn)儀器系統(tǒng)所需達(dá)到的要求，我們對系統(tǒng)在一個(gè)測試周期中的工作過程進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的設(shè)置，即對一個(gè)測試者獨(dú)立完成一次視力自主測試的實(shí)驗(yàn)工作流程進(jìn)行的設(shè)計(jì)。具體工作過程如下：

　　1）測試開始時(shí)，首先通電，系統(tǒng)初始化，為視力測試做好準(zhǔn)備；若出現(xiàn)錯(cuò)誤，則進(jìn)行相關(guān)提示，幫助工作人員進(jìn)行解決；

　　2）處理器讀取碼數(shù)最大方向隨機(jī)的圖片，并顯示在顯示器上；

　　3）系統(tǒng)等待測試者按鍵，并根據(jù)其按鍵所對應(yīng)的方向進(jìn)行判斷，若正確則進(jìn)行步驟4，若不正確則進(jìn)行步驟5;

　　4）系統(tǒng)生成比上一張測試圖片碼號小一號的方向隨機(jī)的圖片，并顯示在顯示器上，等待測試者進(jìn)行選擇，并根據(jù)其按鍵所對應(yīng)的方向進(jìn)行判斷，若正確則繼續(xù)循環(huán)步驟4）；若錯(cuò)誤則跳至步驟5）；

　　5）系統(tǒng)顯示最后一個(gè)判斷正確的圖片對應(yīng)的標(biāo)碼大小，將結(jié)果輸出到輸出設(shè)備；

　　6）本次視力檢測結(jié)束，系統(tǒng)結(jié)果清零，返回最初初始化以后的狀態(tài)，斷電，本次測試過程結(jié)束；

　　7）若實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)長時(shí)間無按鍵按下的狀態(tài)（在本實(shí)驗(yàn)儀器中設(shè)置時(shí)間為10 s），則強(qiáng)制結(jié)束，從試驗(yàn)狀態(tài)中跳出并顯示對應(yīng)結(jié)果。

　　其中，我們將系統(tǒng)的一個(gè)周期內(nèi)工作流程簡圖表示如圖1所示。

　　圖1 系統(tǒng)工作簡圖

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2. 1 系統(tǒng)硬件整體設(shè)計(jì)

　　為保證系統(tǒng)各功能的需求，我們根據(jù)系統(tǒng)所需完成的工作對整個(gè)硬件部分進(jìn)行了功能分塊處理，其中各個(gè)部分框圖關(guān)系如圖2所示，主要由SPCE3200主控板、TFT-LCD模塊、鍵盤輸入部分組成。其中，通過SPCE3200芯片來對TFT-LCD及鍵盤工作指令進(jìn)行控制，TFT-LCD模塊用于顯示測試，而測試開始、模式選擇以及判斷方向均通過鍵盤輸入部分來實(shí)現(xiàn)，微型打印機(jī)則做為未來擴(kuò)展的一個(gè)外設(shè)，用來打印最終結(jié)果。

　　圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖