洗片机作为一种用于X射线透射胶片和CT胶片的显影、定影、清洗和烘干的仪器，在当今各职业都有着广泛的运用。传统的洗片机因为自动化程度不高，所以对操作人员有严厉的技能要求，药液铢积寸累也会对人体形成必定的损伤，并且社会的开展也对洗片机的精度提出了越来越高的要求，所以新式的高自动化，高精度的洗片机日益成为研讨的要点。本文要点介绍了FPGA在这样一种新式洗片机操控体系中的运用。
洗片机作业原理及完结计划
洗片进程首要由显影、定影、冲刷和烘干四部分组成。胶片先后经由滚轴传送至显影及定影箱的药液中，然后再经过冲刷槽由清水冲刷，终究烘干，整个洗片即完结。四个进程对显影、定影温度，胶片传送速度均有严厉的要求。
该操控体系首要由FPGA、A/D转化器，温度传感器，光电耦合器，PWM操控器等器材组成。体系上电今后，由PWM操控器来操控电机的滚动速度。电机转轴上的码盘带有圆孔，两头装有光电耦合器。电机滚动今后，光电耦合器两头就会生成一正弦波信号，信号经过施密特反向触发器后变为一方波，振幅与正弦波相反。一起，温度传感器丈量显影箱与定影箱的实践温度，经过A/D转化器将模拟信号转化成数字信号。然后体系将电机滚动的速度信号、显影、定影的实践温度信号和拨码盘上的设定温度信号经过5v到3.3v的转化后传送到FPGA进行处理，然后生成体系需求的操控信号。本文要点介绍了FPGA在本体系中的运用。体系的结构如图1所示。
3 FPGA在体系中的运用
3.1 FPGA的功能及特色FPGA即现场可编程门阵列，是在CPLD的基础上开展起来的新式高功能可编程逻辑器材。它一般选用SRAM工艺，也有一些专用器材选用FLASH工艺或反熔丝（Anti-Fuse）工艺等。FPGA集成度很高，其器材密度从数万体系门到数千万体系门不等，能够完结极端杂乱的时序与组合逻辑电路功用，适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路规划范畴。FPGA的根本组成部分有可编程输入/输出单元、根本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰厚的布线资源、底层嵌入功用单元、内嵌专用硬核等。FPGA还支撑多种单端I／O规范接口、体系所需的PCI规范接口、数据速率高达640Mbps的LVDS规范接口等，乃至一些高端产品能够经过DDR寄存器技能支撑高达2Gbit/s的数据速率。该器材还能够支撑运用低价位的串行装备器材来对该系列器材进行装备；器材内部含有锁相环（PLL），能够用做时钟的倍频、分频以及移持平操作；内部每个逻辑阵列块（LAB）可与多个大局时钟，用于体系的多时钟驱动。FPGA的首要器材供货商有Xilinx、Altera、Lattice、Actel和Atmel等。
3.2FPGA的内部模块规划
FPGA内部包括实践温度的读取、设定温度的读取、实践温度的换算、实践温度与设定温度的比较及加温操控、速度的丈量、守时、十进制码与LED显现码的转化、串行口显现等模块。其内部结构原理图如图2所示。
3.2.1 速度丈量
速度丈量功用由一个脉冲计数器模块和一个守时器模块完结。若电机转速为r转/分钟，电机齿轮直径A，与电机齿轮相连的传动齿轮直径为B，传送胶片的滚轴直径C，电机滚动时刻为t，码盘圆孔个数n，则胶片的传动速度为v= πrABC/n。在本体系中，2.7毫秒内测的的3位十进制数即为个位加两小数位的胶片速度。例如，2.7毫秒内测得脉冲个数为135，则胶片的跋涉速度为1.35米/分钟。
3.2.2 温度丈量与操控 温度的丈量与操控包括显影、定影两路温度，当A/D转化器MC14433转化周期完结今后，MC14433向FPGA宣布一高电平脉冲信号。FPGA接纳到此信号今后由温度切换模块进行显影、定影温度的切换；一起设定温度读取模块敞开拨码盘的移位扫描并读取设定温度值，而实践温度初值读取模块开端读取上一转化周期的模数转化初值，得到一个四位的十进制数。模数转化初值再经过一除法运算模块即得到终究实践温度值。（除数与MC14433的基准电压相关，若MC14433基准电压为xV，则除数n=2/x，本体系中基准电压为0.5V，n=4。）然后由温度比较与加温操控模块将设定温度与实践温度进行比较，若实践温度小于设定温度，则挑选此路温度的加温操控。
3.2.3 内码转化与成果显现 得到速度与实践温度的数值后，成果在内码转化模块中转化成LED字型码，然后由显现模块将数据传输到LED面板上。显现模块是由一个移位寄存器构成的串行通讯口，并且生成LED显现所需的移位时钟。
3.3 FPGA规划的仿真
图3是FPGA规划在Quartus中的仿真成果波形图。其间clk是10M有源晶振发生的体系大局时钟，EOC是A/D转化器转化周期完毕信号，S_IN是用作设定温度的拨码盘数值，SPEED为测速脉冲，MC14433_D是A/D转化成果的位选信号，MC14433_Q是A/D转化的成果输出。图中设定温度小于实践温度，所以温度操控信号显影（HEATUPXY）、定影（HEATUPDY）处于高电平加热状况。终究成果在移位脉冲的效果下经过串行口输出，即为图中的LED_DATA。
3.4 选用FPGA规划的优势
（1） 超小型化体系
因为 FPGA的可编程特性、内部满足的资源和布线空间，所以相对于传统的“EPROM+计数器”的办法，本体系大幅度减少了硬件电路规划抗。
（2） 抗搅扰功能强
一切的数据处理都在 FPGA内部完结，信号受搅扰的几率小，再加上其共同的抗搅扰规划，大大提高了体系的抗搅扰才能。
（3）灵活性好 因为 FPGA的可编程特性，易于完结体系的扩展与晋级，并且开发周期短，易于调试。 4 定论
因为洗片机在现在的航空、医疗、工业、军事等职业有着广泛的运用，所以其功能严密关系着商场的占有率。本体系选用了共同的FPGA技能，完结了数据的高速处理。相对于传统的洗片机操控体系，本体系大幅度提高了温度丈量与操控进程中的精度，其操控差错已无限接近于传感器与A/D转化器的归纳差错。若选用选用高精度的温度传感器与A/D转化器能够完结体系温度的微小量丈量与操控。本体系选用了价格低廉的LM355Z和MC14433作为温度传感器与A/D转化器，完结了0℃~50℃范围内精度0.1℃的丈量与操控。
本文作者立异点：完结了超小型体系规划，数据的高速处理处理，支撑实时显现，抗搅扰才能强，可在恶劣环境下作业。 因为选用FPGA技能的许多长处，选用该体系的洗片机与商场上盛行的洗片机比较，具有更强的竞争力。
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