一种基于LM3402的新型LED无影灯控制系统设计方案

　　1.4 安全措施

　　考虑到医用仪器安全要求的特殊性，系统的每一个环节都应该考虑采取相应安全措施。首先，手术室是一个具有强电磁干扰的环境，防止MCU死机十分重要，因此必须采取如下措施：(1)必须认真处理硬件复位电路设计和内部复位程序;(2)必须排除错误干扰信号，所以整个系统采用了完全电气隔离，以阻止电路各部分的相互影响。此外还采用了Modbus冗余校验法;(3)高亮度白色LED的价格较高，为避免损坏，必须排除电网和电源损坏对系统的影响，故本文采用了过压和过流自动保护电路，当电压或电流超过设定值的20%时，系统自动切断电源，以保证系统电路和高亮度LED的安全。

　　2 程序设计

　　2.1 程序结构

　　程序主要包含面板控制器和驱动板两个独立程序。面板控制器程序根据4个按钮的输入状态，向驱动板发送开关或照度调节命令，并将命令状态在8个LED上显示出来。驱动板程序初始化以后，主要通过串行口接收中断接收操作信息，进行Modbus数据冗余校验后，根据命令指示，发出不同的PWM信号。驱动板程序流程框图如图3所示。

　　2.2 PWM发生

　　高亮度发光二极管串的电流主要通过对LM3402的DIM端口进行PWM调节，实际电流占设定电流值的比例取决于PWM的占空比(duty cycle)。P89LPC932内部定时器T0/T1的PWM输出与计数输入和定时器触发输出占用相同的管脚，发生定时器溢出时自动触发端口输出。此功能通过AUXR1寄存器中的控制位ENT0和ENT1分别使能定时器0和1。该模式打开时，在首次定时器溢出前端口的输出为逻辑1。为了使该模式生效，必须清零C/T位以选择PCLK作为定时器的时钟源。定时器初始化设置参考程序如下：

　　void Timer1_init(void)

　　{

　　TMOD|=0x20; //定时器工作于方式6

　　TAMOD|=0x10;

　　TH1=256-n; //n为占空比

　　AUXR1|=0x20; //定时器使能

　　TR1=1; //启动定时器

　　}

　　其中占空比duty cycle=256-TH1，定时器1的溢出将使P1.2或P0.7端口发生翻转，因此输出频率为定时器1溢出速率的1/2。

　　2.3 节能模式

　　能耗控制在整个无影灯控制系统中具有十分重要的意义。在多数时间，HBLEDs处于熄灭状态，控制系统处于待机状态，将功耗降低到最低。将电源控制寄存器 PCONA设置为0xFF时，外部功能模块掉电;将电源控制寄存器PCON设置为03H时，可将MCU处于完全掉电状态，只有在中断触发的时候，才能唤醒，随即给外部功能模块上电，MCU开始工作。驱动板上的MCU由串行口接收中断唤醒，面板上的MCU通过键盘中断唤醒，键盘中断参考程序如下：

　　void KEY_ISR( ) interrupt 7

　　{

　　key_push=1; //有键按下标志

　　PCONA=0x00; //外部功能模块上电

　　KBCON=0x00; //清除键盘中断标志

　　}

　　中国每年无影灯的市场需求量在2万台以上，同时因低碳经济发展的需求，需要进行节能改造，所以LED无影灯的市场推广前景十分广阔。本文所介绍的LED无影灯技术，目前已经在江苏某知名医疗器械公司投入批量生产，取得了良好的社会效益。