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1 引言

X光機(jī)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用日益廣泛，尤其在醫(yī)療設(shè)備和安全檢查中應(yīng)用越來(lái)越多，發(fā)揮越來(lái)越大的作用，給人們的生活帶來(lái)了極大的福利，同時(shí)還能及早發(fā)現(xiàn)安全隱患，防止危險(xiǎn)的發(fā)生。本文介紹了一種用于安檢中的X光機(jī)的設(shè)計(jì)，以及其相應(yīng)的監(jiān)控系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

圖1     系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖

    一般的X光機(jī)是給X光管上加上高壓和低電流來(lái)實(shí)現(xiàn)的，本系統(tǒng)也是基于這種原理設(shè)計(jì)的，電壓80－160KV，而電流在1.2MA以下。市電經(jīng)過(guò)PFC(Power Factor Corrector)后輸出約300V的直流，而后送入千伏（以下簡(jiǎn)稱KV）發(fā)生器和毫安（以下簡(jiǎn)稱MA）發(fā)生器，在KV發(fā)生器中經(jīng)過(guò)斬波和逆變?cè)偎腿胱儔浩骱捅秹弘娐樊a(chǎn)生高壓后加在X光管上，同時(shí)MA發(fā)生器給X光管加上低電流,X光管就會(huì)產(chǎn)生X光。X光管的電壓和電流經(jīng)過(guò)隔離和變換變成相應(yīng)的電壓以后送入A/D芯片，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后在送入單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)通過(guò)RS232與上位PC機(jī)通信進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，而后單片機(jī)通過(guò)控制D/A芯片來(lái)控制KV發(fā)生器和MA發(fā)生器的給定，從而完成遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制和閉環(huán)。

2.1主電路

該系統(tǒng)的主電路主要有三個(gè)部分組成PFC、KV發(fā)生器、MA發(fā)生器

                

    市電經(jīng)過(guò)全橋整流和Boost電路是PFC部分，它將電壓穩(wěn)定在380V的直流輸出，Uc3854采集反饋信號(hào)，形成閉環(huán)。PFC的輸出分別是KV發(fā)生器的BUCK電路和MA發(fā)生器的BUCK電路的輸入，KV發(fā)生器再經(jīng)過(guò)全橋逆變輸出千伏信號(hào)，MA發(fā)生器直接輸出MA信號(hào)，KV發(fā)生器和MA發(fā)生器的BUCK電路的控制芯片是UC3825，其給定由D/A芯片MAX5822來(lái)確定。

2.2 監(jiān)控電路

      監(jiān)控電路框圖

    以PIC單片機(jī)為核心的監(jiān)控電路如上圖所示，由于PIC系列的單片機(jī)A/D精度比較低而且也沒(méi)有D/A，為了高精度的監(jiān)控X光設(shè)備，所以我們選用精度達(dá)到12位A/D芯片MAX1236和同樣是12位精度的D/A芯片MAX5822作為單片機(jī)系統(tǒng)的外圍芯片，來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的監(jiān)控。A/D芯片MAX1236主要完成對(duì)KV發(fā)生器的電壓及MA發(fā)生器的電流的采集，通過(guò) 將數(shù)據(jù)傳給單片機(jī)。D/A芯片MAX5822是對(duì)KV，MA發(fā)生器的給定進(jìn)行控制，也是通過(guò) 完成的。單片機(jī)與上位的通訊是通過(guò)R-S232完成的，這樣就可以通過(guò)上位機(jī)完成對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)控，及時(shí)的獲取系統(tǒng)的工作狀況以及設(shè)定系統(tǒng)的輸出給定。發(fā)光二極管主要是對(duì)故障進(jìn)行指示。

    總線由Philips公司推出，是近年來(lái)在微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種新型總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少，控制方式簡(jiǎn)化，器件封裝形式小，通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。在主從通信中，可以有多個(gè) 總線器件同時(shí)接到I2C總線上，通過(guò)地址來(lái)識(shí)別通信對(duì)象。在該系統(tǒng)中MAX1236，MAX5822均采用 總線，PIC單片機(jī)作為主機(jī)，用普通I/O口模擬 總線的時(shí)序。相比并行12位的A/D，D/A芯片可以大大節(jié)省I/O口，同時(shí)也可以有較高的通訊速率。

3           系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

    系統(tǒng)的軟件主要由兩部分組成：上位PC機(jī)的軟件和下位單片機(jī)的軟件。

    PC機(jī)軟件在WINDOWS環(huán)境下用VC編程實(shí)現(xiàn)的一個(gè)人機(jī)友好操作界面，實(shí)時(shí)對(duì)系統(tǒng)的電壓、電流以及故障進(jìn)行監(jiān)控并顯示。

    下位單片機(jī)的軟件主要有故障檢測(cè)、顯示以及與上位機(jī)的通訊。以下是主程序流程圖和串行通訊中斷流程圖。