一种新型数据记录系统控制方案的设计与实现

3 控制软件的设计与实现

系统上电后,程序首先初始化,然后根据LED亮度及光学投影系统断丝情况的不同,对点阵中每一个点的曝光时间进行编程设定,即给对应的定时器赋不同的计数值。点阵在摄影频率控制下,对应每一幅画面有一幅点阵,所以在摄影频率上升沿到来之后进行数据采集、处理和编排。最后将编排好的点阵以逐行扫描的方式输出,控制驱动模块,点亮点阵。扫完一幅后,在判断摄影频率的下降沿到来之后,再准备下一幅点阵的数据采集和控制。这样一方面防止在同一幅画面上点阵出现多次曝光,另一方面保证了每一幅画面上数据记录的实时性。软件流程框图如图5所示。



4 防串光措施

在实际中,为了减少故障,尽量简化硬件电路。把点阵控制硬件电路设计为:每扫一行,将每列所对应的22个定时器同时触发。这样就带来一个问题:由于 8254是减法计数器,它的最小计数值是1,对于不需要点亮的点即使计数值为最小,定时器也会有一个负脉冲输出,对应有一个LED点阵的驱动信号产生,行选通后导致点阵中不需要点亮的LED点亮,最终在胶片上产生曝光即串光现象,造成事后点阵判读时误判。为了消除此现象,采取了以下措施:

(1)硬件措施,在点阵列控制信号前端加一级光电耦合器,其延迟时间远大于一个时钟周期,使得8254输出的很尖的负脉冲信号由于光电耦合器的延时而被滤掉,相应的列驱动信号为低电平,行选通后也因没有列驱动而不能使对应LED 点亮,消除了串光现象的发生。

(2)软件措施,在逐行扫描点亮点阵时,先用行选信号触发8254,使不亮的点的列控制负脉冲输出,并确保列控制电平已经翻转为高电平时,再发出行选通信号,不该点亮的LED也不会被点亮。

采用防串光措施前后,点阵逐行扫描的时序对照如图6。



以上两种方法可以选用其中一种,也可以同时使用。如只在硬件上采取措施,就必须选用延时足够长的光电耦合器;如只在软件上采取措施,则只需要在时间允许的情况下,在行选通之前加足够的延时即可。

经在AsKania数据记录系统改造运用后证明:该方案对光学投影系统断丝较多、光能量损耗较大的点的曝光补偿行之有效,使一些用常规的方案几乎不产生曝光的点能够有充足的曝光,点阵质量完全满足判读仪的要求。