基于scat医用活检枪角度仪的设计

基于scat医用活检枪角度仪的设计基于scat医用活检枪角度仪的设计第1页在活检枪上增加角度测量显示仪[1]，使角度准确到0.1度，这么微型病灶采样检测及化验成为可能，而且增加了诊疗可靠性和安全性，所以在活检枪上加上角度仪，非常有意义而且实用。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第2页2.活检枪角度仪工作原理深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第3页活检枪角度仪工作原理如图1所表示：角度传感器SCA61T输出是角度数字信号，该数字信号为串行数据，要经过串并转换器件，将串行数据转换为并行数据，然后经过单片机并行口将数据输入单片机，数据在单片机中经过处理之后，送到LED显示模块，将角度数据显示出来。角度传感器SCA61T所需要触发脉冲信号由单片机控制产生。

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基于scat医用活检枪角度仪的设计第4页3.角度仪硬件设计

依据医院活检枪测量要求，角度仪中传感器采取芬兰VTI企业最新款角度传感器SCA61T。串并转换和逻辑序列发生器件采取软件方法实现。数据运算、控制显示采取单片机AT89S52[1]。LED显示模块采取四个数码管来实现。基于scat医用活检枪角度仪的设计第5页基于SCA61T医用活检枪角度仪设计

3.1SCA61T传感器芯片介绍

SCA61T是一个倾角传感器，当该传感器静止时，作用在它上面只有重力加速度。重力和倾角传感器灵敏轴之间夹角就是倾斜角。其测量范围为-90度到+90度，输出信号有模拟和数字两种。其中数字信号为11位，该数字信号精度能够到达0.088度，完全能够满足医用活检枪所要求0.1度。而且，该传感器内置温度赔偿系统，能够直接写入和读取温度数据，还能够进行自检。下列图为SCA61T[2]控制功效表。

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基于scat医用活检枪角度仪的设计第6页深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第7页(1)

测量模式（MEAS）。上电后标准工作模式。

(2)

读写温度数据模式。

(3)

读存放器状态。

(4)

复位内置数据输出存放器。

(5)

X通道自测试。

(6)

读取X通道加速度。数据读取是经过SPI端口。读取存放在加速度存放器加速度信号。正常工作时，加速度存放器X每150微秒加载一次。0代表负角度，1代表正角度。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第8页在活检枪角度仪中，要得到是角度数字信号。依据上面图2控制功效表，能够知道在SPI口要输入控制命令数据为00010000。SPI接口共有三根线，一是时钟线(SCK)，二是主出丛入线即MOSI,三是主入从出线即MISO。这三根线和片选信号线（CSB）必须严格按照图3时序，才能使传感器芯片正常工作，时序错误，SCA61T不会工作，甚至有可能将传感器芯片SCA61T烧坏。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第9页当片选信号线（CSB）处于低电平时，数据通信才能够进行。每次数据传输都是由CSB下降沿开始，上升沿结束。

对于MISO数据，SCK下降沿有效；对于MOSI数据，SCK上升沿有效。先读取为角度符号位。当COMMAND命令一结束，就开始输出测量数据。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第10页基于scat医用活检枪角度仪的设计第11页

片选信号CSB为低电平有效。不过要输出稳定可靠信号，每次测量CSB都要保持高电平最少150微秒。时钟信号SCK上升沿触发数据写入，下降沿触发数据读取。在这种情况下，能够得出，要想取得某一时刻角度数据最少需要19个时钟脉冲。当不需要读数据时候，能够经过拉高片选信号CSB使传感器芯片处于未使能状态，即降低了功耗，又能够保护传感器芯片SCA61T安全。上面时序图也是编写传感器芯片驱动程序严格

标准。基于scat医用活检枪角度仪的设计第12页3.2单片机AT89S52与传感器芯片SCA61T连接

单片机P1口作为数据输出口，连接到LED显示器，用于采集到测量数据显示。P3.0口接SCA61T2脚，用于接收传感器输出数字信号。P3.1口接传感器1脚，用于产生传感器芯片时钟脉冲。P2.7脚接传感器芯片3脚，用于给SCA61T提供控制信号，来控制芯片相关工作。上面P2.7、P3.0、P3.1脚通SCA61TSPI接口相连，完成对传感器芯片控制、驱动和对角度数据采集。传感器SCA61T和单片机AT89S52[3]其它外围电路请分别参考各自使用手册。如3所表示。基于scat医用活检枪角度仪的设计第13页深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第14页4.

软件模块设计

在程序中，数据计算处理过程采取个别查表方法。在数据计算过程中，传感器芯片片选信号一直保持高电平，为下次读取数据做准备。在整个数据读取过程中，用定时器控制方波信号作为传感器时钟信号，传感器读入数据时为上升沿触发，传感器输出数据时为下降沿触发。在这个过程中，必须确保方波同时，这么就能够防止信号丢失。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第15页在活检枪倾角仪设计中，要写入传感器数据为8bit传感器工作状态选择信号，要读取数据为11bit串行倾角数据，所以在程序中需要设计一个19位不停循环脉冲时钟信号。

单片机将从传感器采集到角度数据进行处理后，要送往LED进行显示。对于显示驱动和控制方法，能够采取次序查询方法，也能够采取中止方法。这两种不一样显示方法，各自有各自好处，应依据详细情况来选择采取哪一个方法，方便到达最好效果。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第16页本设计采取了中止方法。个别数据处理程序：

num=gao[1]<<1;

temp1=num|gao[2];

num1[6]=di[6]<<1;

num1[5]=di[5]<<2;

num1[4]=di[4]<<3;

temp2=num1[4]|num1[5]|num1[6]|di[7];

switch(temp1)

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基于scat医用活检枪角度仪的设计第17页{

case0x00:

shi=0x00;

break;

case0x01:

shi=0xe1;

break;

case0x02:

shi=0x1c2;break;

case0x03:

shi=0x2a3;break;

}

xiao=table3[temp2];

ge=table2[temp3];

xianshi=shi+ge+xiao;

shuzi(xianshi);

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基于scat医用活检枪角度仪的设计第18页5.结论

该活检枪角度仪精度为0.1度，到达了医用活检枪测量标准。不但方便了医生使用而且使得病理取样愈加准确，提升了病理诊疗准确性和安全性。深圳市铭之光电子技术有限企业传感器教授网/

基于scat医用活检枪角度仪的设计第19页参考文件

[1]

高伟.