新型的数据记录系统设计方案

每次点亮其中的一行，一幅点阵分５次点完。这种方式控制电路和驱动电路都最简单，而且所占用时间界于前面两者之间，一般多采用这种方式。

采用逐行扫描模式。为了确保点阵在胶片上的黑度和均匀性，若采用传统的黑度调整方案存在以下问题：①减小串联在ＬＥＤ中的限流电阻值，使通过ＬＥＤ的驱动电流增加，从而提高其亮度，提高胶片上淡点的黑度。但一方面ＡｓＫａｎｉａ ＫＴＨ５３２点阵系统中，光学投影系统断丝较多，点阵投影到胶片的过程中，对光能量损耗较大，一味地提高亮度会影响ＬＥＤ的寿命，而在极限电流范围内的亮度又不足以补偿部分断丝对能量的损耗；另一方面因为选用逐行扫描方式，调整一列限流电阻会影响到５个点的亮度，所以这种方法并不可取。②延长ＬＥＤ的点亮时间，也就是延长曝光时间，提高淡点的黑度。同样因为选用逐行扫描方式，调整一行的点亮时间会影响２２个点的亮度。该方案设计的点阵控制电路，能使点阵每一个点的驱动信号通过编程控制，实现曝光时间的单点控制，从而实现单点黑度的调整，确保点阵均匀性。

点阵的２２列对应地由２２个８２Ｃ５４定时器控制。由于该方案选用逐行扫描模式，所以２２个８２Ｃ５４定时器分时控制着５行２２列点阵的每一个点。８２Ｃ５４是一个可编程减法计数器，它有六种不同的工作方式，其中方式１（可编程单稳态特性）输出单拍负脉冲信号，脉冲宽度可编程设定，满足硬件电路的要求，其时序如图２所示。在设定工作方式和写入计数值后，输出端输出高电平；在触发信号上升为高电平时，输出为低电平，并开始计数；当计数器减为零时，输出为高电平。定时器输出负脉冲的宽度由定时器的计数值决定。

本方案中以列选信号作为定时器的触发信号，定时器输出为列控制信号，点阵２２列ＬＥＤ的选通时间分别由２２个定时器控制。点阵列控制信号经驱动反向产生列驱动信号，在行控制及列控制共同有效的情况下，点亮ＬＥＤ。点阵驱动电路如图３。

如果是亮点，列选信号为“１”，触发定时器计数，定时器输出的控制信号为“０”，驱动信号为“１”，行选通后可以点亮点阵；如果不亮点，列选信号为“０”，定时器输出的控制信号为“１”， 驱动信号为“０”，即使有行选通信号也不能使ＬＥＤ点亮。

通过改变８２５４的计数值，可以改变列控制信号负脉冲的宽度，即改变驱动该列点亮的时间（图４中ｔ的大小）。采用这种方法既能避免使用复杂的控制电路和驱动电路，同时又能实现点阵亮度的单点控制，实现单点黑度的调整。时序及波形如图４所示。

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