光譜燈光刺激近視治療儀是根據(jù)燈光光譜刺激眼睛及眼睛周圍穴位從而達(dá)到治療眼睛近視的目的。

1 技術(shù)要求

根據(jù)有關(guān)資料顯示，燈光光譜采用紅、綠、藍(lán)三色燈光分別分時(shí)刺激眼睛及眼睛周圍穴位，一般要求是：紅燈采用弱(亮1 s)、中(亮1 s)、強(qiáng)(亮1 s)、停止3 S，循環(huán)3 rain；紅(亮1 S，滅1 s)、紅(亮1 S，滅1 s)、藍(lán)(亮1 S，滅1 s)循環(huán)1．5 rain；紅(亮0．3 s)、綠(亮0．3 s)、藍(lán)(亮0．3 s)循環(huán)1．5 min。

2 控制器ASM流程圖

根據(jù)上面技術(shù)要求可以畫出控制器ASM流程圖如圖1所示。系統(tǒng)在TO(0000)狀態(tài)，接到MF命令，s1=1，控制信號(hào)CLR=1，時(shí)鐘信號(hào)清零，開始記時(shí)，進(jìn)入T1。

循環(huán)一：TI(0001)狀態(tài)，紅燈弱亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，狀態(tài)信號(hào)S2=1，控制信號(hào)CLRl=1，1 S清零，進(jìn)入T2(0010)狀態(tài)，紅燈中亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，進(jìn)入T3(0011)狀態(tài)，紅燈強(qiáng)亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，進(jìn)入T4(0100)狀態(tài)，紅燈滅；當(dāng)時(shí)間t=3 S時(shí)，狀態(tài)信號(hào)S3=1，控制信號(hào)CLR2=1，3 s清零；這時(shí)如果時(shí)間t<3 min，進(jìn)入T1(0001)狀態(tài)循環(huán)；如果t≥3 rain，狀態(tài)信號(hào)S4—1，進(jìn)入T5狀態(tài)，控制信號(hào)CLR=1，時(shí)鐘信號(hào)清零。

循環(huán)二：T5(0101)狀態(tài)，紅燈強(qiáng)亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，狀態(tài)信號(hào)S2—1，控制信號(hào)CLRl=1，1 S清零，進(jìn)入T6(0110)狀態(tài)，紅燈滅；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，進(jìn)入T7(0111)狀態(tài)，紅燈強(qiáng)亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，進(jìn)入T8(1000)狀態(tài)，紅燈滅；當(dāng)時(shí)間t=l S時(shí)，進(jìn)入T9(1001)狀態(tài)，藍(lán)燈強(qiáng)亮；當(dāng)時(shí)間t=1 S時(shí)，進(jìn)入T10(1010)狀態(tài)，藍(lán)燈滅1 S；這時(shí)如果時(shí)間t<1．5 min，進(jìn)入T5狀態(tài)循環(huán)；如果t≥1．5 min，狀態(tài)信號(hào)S5=1，進(jìn)入T11狀態(tài)，控制信號(hào)CLR=1，時(shí)鐘信號(hào)清零。

循環(huán)三：T11(1011)狀態(tài)，紅燈亮，當(dāng)時(shí)間t=0．3 S時(shí)，狀態(tài)信號(hào)S6=1，控制信號(hào)CLR3=1，0．3 S清零，進(jìn)入T12(1100)狀態(tài)，綠燈亮；當(dāng)時(shí)間t=0．3 S時(shí)，進(jìn)入T13(1101)狀態(tài)，藍(lán)燈亮0．3 S；這時(shí)如果時(shí)間t<1．5 min，進(jìn)入．Tll狀態(tài)循環(huán)；如果t≥1．5 rain，狀態(tài)信號(hào)s5=1，進(jìn)入TO狀態(tài)。

控制器的設(shè)計(jì)可以使用ASM法，根據(jù)ASM圖畫出狀態(tài)轉(zhuǎn)換表，寫出驅(qū)動(dòng)方程和輸出方程，然后采用觸發(fā)器、數(shù)據(jù)選擇器和譯碼器進(jìn)行設(shè)計(jì)。還可以采用MDS法，因?yàn)闋顟B(tài)較多，輸入變量較多，采用MDS法較為簡(jiǎn)便。

3 控制器MDS狀態(tài)圖

根據(jù)ASM圖畫出MDS狀態(tài)圖，如圖2所示。

4 硬件實(shí)施

4．1 元器件選取

根據(jù)MDS圖，選用四位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74161為基本元件，74161的邏輯圖如圖3所示，功能表如圖4所示。

74161有3種操作：計(jì)數(shù)、保持和預(yù)置，為了電路的組合部分盡量簡(jiǎn)單，優(yōu)先考慮計(jì)數(shù)和保持功能，根據(jù)MDS圖和74161功能表可畫出74161操作表如圖5所示。

4．2 求功能控制端和置數(shù)端的激勵(lì)函數(shù)

74161功能控制端有：Cr，LD，P，T；置數(shù)端有：D，C，B，A。為得到各路的激勵(lì)函數(shù)，分別畫出各路激勵(lì)函數(shù)卡諾圖如圖6所示。

Cr為清零端，因?yàn)闆]有清零操作，所以卡諾圖各個(gè)格中Cr=1。T和P是計(jì)數(shù)和保持功能控制端，當(dāng)P=1，T=1時(shí)計(jì)數(shù)，P和T有一個(gè)為零時(shí)保持，所以卡諾圖各個(gè)格中T=1，P在卡諾圖各個(gè)格中填入對(duì)應(yīng)的條件；如P在TO狀態(tài)，當(dāng)S1=1時(shí)計(jì)數(shù)，所以在TO格中填入S1，其他格中分別填入對(duì)應(yīng)的條件。LD是計(jì)數(shù)、置數(shù)功能控制端，LD為零時(shí)置數(shù)，為1時(shí)計(jì)數(shù)；只有在T4，T10，T13狀態(tài)時(shí)置數(shù)，其他狀態(tài)都是計(jì)數(shù)，為了簡(jiǎn)化電路，卡諾圖中用LD表示，所以其它表格中都填0，在T4，T10，T13格中分別填入對(duì)應(yīng)的條件。

置數(shù)端：在T4時(shí)，當(dāng)S3=1，S4=O時(shí)轉(zhuǎn)入T1，置數(shù)為(0001)，所以在D，C，B，A格中分別填人0，O，O，1；在T10時(shí)，當(dāng)s2=1，S5=O時(shí)轉(zhuǎn)入T5，置數(shù)為(0101)；在T13時(shí)，當(dāng)S6=1，S5=1時(shí)，轉(zhuǎn)入TO(0000)，當(dāng)S6=1，S5=O時(shí)，轉(zhuǎn)入T11，(1011)，所以在D，B，A格中分別填入，在C格中填人S5。根據(jù)卡諾圖可以寫出各激勵(lì)函數(shù)：

為了簡(jiǎn)化電路CLR在S4=3 min時(shí)和S5=1．5 min時(shí)清零和CLRl在S2=1 s時(shí)清零電路在時(shí)鐘電路中畫出。

5 控制器邏輯圖

根據(jù)MDS圖，激勵(lì)函數(shù)和輸出函數(shù)，可以畫出控制器邏輯圖見圖7；控制器仿真波形圖見圖8。