[发明专利]用于单片机的计数装置及其计数方法

说明书

本申请提供了一种用于单片机的计数装置及其计数方法。该计数装置包括：多路选择器，其被配置为对所接收的多路信号进行处理以选择出从外部输入的闪烁脉冲信号；触发控制器，其被配置为根据所述多路选择器选择出的所述闪烁脉冲信号来控制多位计数器的计数模式；所述多位计数器，其被配置为在所述触发控制器所控制的计数模式下按照第一预定方式来对所接收的所述闪烁脉冲信号进行累积计数；以及处理器，其被配置为对所述多位计数器所记录的计数数据进行处理以确定出所述闪烁脉冲信号的输入次数。通过本申请所提供的计数装置和计数方法，可以降低单片机发生溢出中断的次数并提高系统性能。

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，更具体地涉及用于单片机的计数装置及其计数方法。

背景技术

在放射性医学或者医学研究领域中，尤其是在高能粒子探测领域以及正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography，简称PET)等核医学成像领域中，通常采用放射性示踪剂研究人体或动物体内的病变组织或器官的代谢变化。放射性示踪剂在人体或动物体内发生β+衰变产生正电子，正电子与人体或动物体内的电子结合后发生湮灭而产生一对能量相同但方向相反的伽马光子，其能量值均为511KeV。每一个正电子与电子的湮灭称为一个湮灭事件，通过设置在组织或器官外部的闪烁体探测器可探测湮灭事件产生的伽马光子并将其转换为闪烁脉冲信号，通过测量闪烁脉冲信号可进一步分析伽马光子到达闪烁体探测器的时间信息、能量信息和位置信息。通过湮灭符合技术，得到湮灭事件所在响应线的位置，并通过二维或三维断层重建算法计算出放射性示踪剂在人体或动物体内的分布水平，从而在体外观测生物体内的生理和生化过程，该方法在肿瘤学以及一些神经系统相关的疾病研究和诊断治疗上正显现出越来越重要的作用。

在上述高能粒子探测或者PET探测中，要完成伽马光子的探测，通常利用闪烁体探测器中的闪烁晶体将伽马光子转变成可见光光子，再用闪烁体探测器中与闪烁晶体耦合的光电转换器件将可见光光子转换成闪烁脉冲信号，最终通过与光电转换器件连接的数据采集电路以及数据处理设备提取闪烁脉冲信号所包含的时间、能量以及位置信息。

计数性能是高能粒子探测设备或者PET探测设备的基础性能指标之一，反映了上述设备在单位时间内能采集到的湮灭事件数量的极限。除受限于信号本身的上限外，上述现有探测设备的计数性能往往不会超过1MHz。在诸如高辐射通量宇宙射线探测以及短半衰期放射性示踪剂、动态扫描等高活度、高灵敏度要求的核医学成像应用中，将对高能粒子探测设备的计数性能极限提出更高的要求。由于伽马光子最终被转换成为闪烁脉冲信号，因此通常采用计算闪烁脉冲信号的数量来实现湮灭事件的计算。为了完成闪烁脉冲信号的计数，现有技术中通常采用比较器将闪烁脉冲信号转换为方波脉冲信号，再将方波脉冲信号输入单片机，通过单片机对输入的方波脉冲信号进行计数。

现有技术中对上述闪烁脉冲信号进行计数的方法有两种：(1)使用外部中断的方法，在外部中断函数中记录闪烁脉冲信号的个数；(2)使用定时器捕获比较中断，在中断函数中记录闪烁脉冲信号的个数。

发明内容

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

利用现有技术中的计数方法来对闪烁脉冲信号进行计数时，每接收到一个闪烁脉冲信号，就需要单片机出入栈处理，因此在接收高频的闪烁脉冲信号时可能会导致单片机频繁出入栈，需要处理器(CPU)进行干预，占用系统时钟周期，使得单片机对其它程序的响应速度大大降低，甚至不能正常运行其它程序，这影响了系统性能。

本申请实施例的目的是提供用于单片机的计数装置及其计数方法，以提高系统性能。

为实现上述目的，本申请实施例提供的用于单片机的计数装置及其计数方法是这样实现的：

一种用于单片机的计数装置，包括：

多路选择器，其被配置为对所接收的多路信号进行处理以选择出从外部输入的闪烁脉冲信号；