趙躍

（溫州醫(yī)科大學(xué) 浙江省 溫州市 325035）

摘 要：以價格低廉的STC89C52單片機為核心，設(shè)計一款只需用戶一人便可完成對自己視力檢測的儀器，大大縮短了視力檢測的時間，解放了醫(yī)護人員的勞動力。將該款視力檢測儀器推廣于偏遠(yuǎn)山區(qū)及基層的衛(wèi)生醫(yī)院，以提高基層醫(yī)療機構(gòu)服務(wù)能力為目標(biāo)，使視力檢測普及化，為鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民提供一個眼科疾病早預(yù)防的平臺。

關(guān)鍵詞：STC89C52單片機；視力檢測；基層醫(yī)療；早預(yù)防

前言

隨著醫(yī)療改革的不斷推進，農(nóng)村居民的健康意識不斷提升，基層醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)受到越來越廣泛的關(guān)注。但由于基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)施并不完善，特別是沒有相對完善的視力檢測儀器以及相對應(yīng)的勞動力，因而利用價格低廉的單片機設(shè)計一款集方向判斷、智能識別與信息處理為一體的視力檢測儀器尤為必要，該視力檢測儀器免去了驗光員的參與，大大減少了基層醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的成本，減輕了醫(yī)務(wù)人員的工作強度[1]，實現(xiàn)了方便快速的測試視力的目標(biāo)。

1儀器硬件總體設(shè)計

該儀器主要是由單片機最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示模塊、紅外線遙控模塊，按鍵模塊，語音提醒模塊，LED燈組控制模塊以及電源等模塊所組成的。

我們將STC89C52單片機的引腳作以下分配：P0接口用于控制視力表上E字后面發(fā)光二極管的亮滅；P1.0-P1.3接口用于數(shù)碼管顯示視力測試的結(jié)果；四個獨立按鍵分別由P1.4-P1.7接口用來控制；控制語音提醒模塊通過P3.0-P3.1接口控制；P3.2接口用于控制紅外遙控按鍵模塊。儀器控制模塊電路如圖1所示。

（1）數(shù)碼管顯示

本儀器使用4位數(shù)碼管來顯示視力的數(shù)值，左眼視力度數(shù)與右眼視力度數(shù)分別由兩個數(shù)碼管表示。單片機通過查詢到的視標(biāo)位置，計算得出視標(biāo)的示數(shù)從而顯現(xiàn)在數(shù)碼管上。

（2）紅外遙控按鍵部分

硬件設(shè)施主要是一個紅外遙控器，視力表上的E字方向由上、下、左、右四個方向鍵判斷。通過STC89C52單片機接收到的紅外脈沖載波信號，經(jīng)軟件處理后控制變量進行賦值查詢，最后決定所按鍵方向，實現(xiàn)方向的識別。

（3）語音播報模塊

該儀器用到的語音錄放電路由YS07語音模塊構(gòu)成的，調(diào)用語音文件從而實現(xiàn)視力的播報。

（4）數(shù)碼管顯示模塊

當(dāng)多位數(shù)碼管運用到一個系統(tǒng)時，他們的“位選”是可以獨立控制的，而“段選”是鏈接在一起的，他們的對應(yīng)關(guān)系分別是：a段、b段、c段、d段分別對應(yīng)P3.7口、P3.6口、P3.5口與P3.4口；e段、f段、g段、dp段分別與P2.4口、P2.5口、P2.6口與P2.7口對應(yīng)。4個數(shù)碼管的位選由單片機的P1.0口到P1.3口分別控制，利用三極管的開關(guān)特性可以實現(xiàn)對多個數(shù)碼管的控制。數(shù)碼管的電路圖如圖2所示。

（5）LED模塊

LED模塊主要用于視力表E視標(biāo)的點亮。LED燈組、視力表、模擬開關(guān)等硬件組成了此模塊。

制做一個視力表的燈組，需要在視力表上每個E視標(biāo)的背后安裝一個發(fā)光二極管，將地端與所有發(fā)光二極管的接地端相連接，通過一個保護電阻我們再將每個LED的輸入端接入模擬開關(guān)芯片cd4067的輸出引腳。4個cd4067共有64個輸出引腳控制64盞LED的亮滅情況，這樣就完成了LED燈組的制作。

2儀器軟件的設(shè)計與調(diào)試

當(dāng)定時器，外部中斷，串口開始經(jīng)過初始化了后，開始語音提醒將由YS107語音模塊播報發(fā)送，首先會進行左眼視力的檢測，待左眼檢測完成后，會提播報換眼語音信息，之后將進行右眼的視力檢測。兩只眼睛視力檢測完畢后語音將會播報出檢測結(jié)果，數(shù)碼管顯示相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

（1）LED點亮模塊

我們把視力表背后的64個發(fā)光二極管分為四組，即16個發(fā)光二極管為一組。每個模擬開關(guān)芯片cd4067控制一組發(fā)光二極管。視力表上的第幾行我們用xx變量來表示，而視力表上的第幾列則有yy變量來表示。該位置的E字開口方向是通過一個函數(shù)去計算得到的。

我們以a、b、c、d分別用來代表上、下、左、右四個方向來定義視力表上E字的開口方向，然后把視力表上的64個E字的方向信息通過一個一維數(shù)組都存進去。部分代碼如下：

/*------------------------------------------------

計算當(dāng)前光標(biāo)所在應(yīng)輸出視力表LED位置

------------------------------------------------*/

ucharshuchu（intx，inty）

{

inti；

uchars=0x80，ss；

i=xuanze（x，y）；//第一步是計算視力表的位置

s=（～（s>>（i/16）））&0xf0；//對16取整所得到的左移位數(shù)是作為LED的輸出（一段為16個）

i=i%16；//對16取余

if（i==0）{s=s<<1；i=16；}//當(dāng)余數(shù)為0時，則輸出上一段LED的最后一個

i--；

ss=（uchar）（i&0x000f）；//int轉(zhuǎn)換為uchar

s=s+ss；

return（s）；

}

（2）語音播報模塊

本儀器事先合成了相關(guān)語音文件，并進行格式處理使其成為*.wav格式，為了調(diào)用處理好的語音文件，我們還需給處理完成后的每一個語音文件編號。接著通過485通訊線運用錄音軟件從電腦里錄入到Y(jié)S07語音芯片。

以引導(dǎo)碼+段號+結(jié)束碼的指令來實現(xiàn)語音播報模塊的調(diào)用。其基本流程為語音模塊通過單片機發(fā)送的語音引導(dǎo)碼，查詢到對應(yīng)的語音文件，然后發(fā)送語音段號，通過地址查找語音文件，之后進行播報。語音播報完畢后，單片機發(fā)送結(jié)束碼，語音播報模塊停止語音播報。

在視力檢測的過程中我們要進行左右眼的語音文件計算。我們將數(shù)碼管的數(shù)值乘上10，再減去40即可得到E字所在位置的行數(shù)。將行數(shù)用變量s進行賦值，再通過一次強制字符變化使s成為無符號的字符型。最后減去左右眼之間的公差就可以找到對應(yīng)視力結(jié)果的語音文件，從而實現(xiàn)語音播報的功能。

3智能視力檢測儀器的應(yīng)用于推廣

（1）目前基層醫(yī)療狀況

隨著社會的不斷進步，農(nóng)村居民也越來越重視自己的身體狀況。我們以入戶調(diào)查、問卷等形式隨機調(diào)查了溫州市文成縣玉壺鎮(zhèn)的部分村民來反映實際情況。，我們通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)了影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民的健康狀況主要存在兩個因素，一是基礎(chǔ)醫(yī)療設(shè)備并不完善，從而導(dǎo)致農(nóng)村醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的滿意度相對較低[2]，二是缺乏適宜農(nóng)村狀況的衛(wèi)生人才，表現(xiàn)出醫(yī)生人手不足和藥品種類匱乏的現(xiàn)象。因而設(shè)計一款價格低廉的且能讓用戶自行完成視力檢測的儀器尤為必要。

（2）儀器推廣流程

首先將該套智能檢測視力儀器首先投入醫(yī)科院校的試用點，開展學(xué)生活動對在校生進行免費視力檢測，根據(jù)實際檢測的數(shù)據(jù)對檢測儀器進行進一步地改良。開始階段該套設(shè)備的檢測結(jié)果可能不能達(dá)到項目的預(yù)期目標(biāo)與要求，故需要不斷進行調(diào)試與改進，滿足最合適的人機交互。

待項目完善后借用學(xué)校暑期實踐為平臺，在基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)進行推廣和普及。我們以基層眼科診療需求為向?qū)?，加以適宜裝備技術(shù)推廣為手段，先在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的學(xué)校及基層的衛(wèi)生服務(wù)站進行投入試用，一家衛(wèi)生服務(wù)站的標(biāo)配為兩臺智能檢測儀器。通過對檢測儀器在運行的過程中結(jié)合被檢測者所出現(xiàn)的相關(guān)問題進行優(yōu)化改良，從而促進安全、有效、方便、廉價的適宜裝備技術(shù)的推廣普及和規(guī)范應(yīng)用。在項目進一步地成熟后可投入眼科醫(yī)院進行擺設(shè)使用，讓眼病患者自行檢測從而對自己的視力情況深入了解，進而真正達(dá)到免去了驗光員的參與，減輕相關(guān)人員的工作負(fù)擔(dān)。此外，由于該儀器方便可靠，測量較為精準(zhǔn)可投入學(xué)校常規(guī)學(xué)生視力檢測的環(huán)節(jié)中，進行大量且快速地進行無人驗光，經(jīng)長期的投入使用的過程中確認(rèn)檢測儀器的效果良好后，我們還將此項目進行批量生產(chǎn)，面向廣大群眾從公共場所走進家庭的普及。

參考文獻

[1]周澤學(xué).單片機標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)視力自動檢測儀的研制[J].中國醫(yī)療器械雜志，1995，19（2）：99.

[2]姚成玥，汪聰亞，涂瑋靖，岳錦銳，許挺.鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民對醫(yī)療衛(wèi)生狀況了解程度調(diào)查.科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2013.（20）：210-212.