1895年德国伟大的物理学家伦琴在研究阴极射线管中气体放电现象时偶然发现了X射线，由于X射线所具有的强大穿透力和成像能力使得人们第一次有可能在近似无创的前提下实现对人体内部器官的观察，从而开创了X线影像学的先河。1896年由德国西门子公司最早生产X线管，在接下来的几十年中X线机得到了迅速广泛的应用。
随着微电子技术和自动控制技术的高速发展，单片机的发明和广泛使用也使X线机的控制电路随之发生了巨大的变化。
所谓单片机，就是把中央处理器CPU（Central Processing Unit）、存储器（Memory）、定时器、I/0（Input/Output）接口电路等一些计算机的主要功能部件集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了微型计算机系统的含义。单片机把微型计算机的各主要部分集成在一块芯片上,大大缩短了系统内信号传送距离，从而提高了系统的可靠性及运行速度。因而在工业测控领域中，单片机系统是最理想的控制系统。所以，单片机是典型的嵌人式系统，是嵌入式系统低端应用的最佳选择。一个典型的单片机例如C8051f020具有64个数字I／O引脚，12位的八通道ADC，两个12位DAC，22个矢量中断源，64K字节的可在系统编程片内Flash存储器4352字节的片内RAM，以及两个UART串行口，五个通用的16位定时器。
单片机使用汇编语言或C语言编程，其应用于X线机控制电路大大简化了硬件电路的复杂程度，使得传统的必须用硬件实现的许多功能可用软件控制实现，并且具备了一定的智能化能力。过去的X线机一旦制成除非更换电路否则很难升级，而现代的单片机控制的X线机可通过软件的更新使系统具备了升级的能力。单片机在X线机控制电路中的具体应用可见：
传统的X线机在调节管电压、管电流时是通过旋转控制面板上的旋钮通过拉线带动炭刷在变压器表面滑动从而改变初次级线圈的变压比来达到调节的目的，拉线的松紧，按钮的松动均会带来调节精度的下降，其存在操作不便，人机工效不好，调节精度不高等等弊病。而使用单片机控制的X线机，通过按动控制面板表面的按钮或触摸屏，观察LED或液晶屏的示数来精确调节曝光所需的管电压、管电流，设定好的管电压、管电流数字由单片机处理后按照精度要求通过八位DA或十位DA（数模转换）后将二进制数字信号转换为相应地模拟电压或电流信号控制步进电机等带动炭刷精确移动。由于步进电机的高精度其受机械磨损的影响很小，其操作的便利性、直观性、管电压、管电流的重复性、精确性均较传统X线机有了质的提高。且单片机控制电路尚可在曝光时对管电压、管电流采样，通过AD（模数转换）将得到的二进制数字信号通过I／O口输入单片机，与预设值进行比对，对差值部分在今后的曝光过程中进行补偿，通过这种负反馈的控制方式，即使在经过一段较长时间的使用后X线机的管电压、管电流仍然能保持较高的重复性、精确性。
传统的X线机其曝光时间控制电路通常采用RC充放电电路等方式，通过改变电阻或电容数值的大小来改变曝光时间，其精确度较差，实现电路复杂，需要较多的元器件。采用单片机控制电路后仅仅需要利用单片机片内的定时器，使用软件编程，设定定时器的控制寄存器（TCON），指定定时器的工作方式、工作状态，装定定时器的低字节（TL）和高字节（TH）。使用时在控制面板上设定曝光时间，在定时时间到达后，单片机响应中断，发出曝光停止指令使曝光终止。16位定时器可以达到非常高的定时精确度，其电路的简洁性、可靠性、精确性、重复性均是传统定时电路所无法比拟的。
X线机的自动曝光控制通常采用电离室或光电管，传统的X线机将电离室或光电管输出的信号通过硬件比较器与预设亮度值进行比较，达到预设亮度，信号反转终止曝光。单片机控制的X线机则可将硬件比较器电路精简，通过AD转换将电离室或光电管输出的模拟电压信号转换为二进制数字信号输入单片机，使用软件与预设值进行比较，达到预设亮度值则单片机发出指令终止曝光。其优点在于简化了电路，提高了自动曝光精度，且预设亮度值范围较宽。
传统的X线机控制面板上仅有数个控制旋钮按钮等，显示由数个机械仪表完成；而现代先进的单片机控制X线机，其控制面板上常常使用薄膜按钮或者触摸屏等进行操作控制，采用液晶显示屏等显示参数与机器状态等信息，单片机需要处理的任务较多，一些较高档的机器往往采用两个或多个单片机，一个单片机作为上位机专门负责按键输入、液晶屏显示、故障处理等功能，而另一个单片机作为下位机主要负责数据采样、管电压、管电流、曝光时间、自动曝光等的控制，两台单片机之间通过（UART）串行口通信协同工作。在这种工作方式下，往往需要单片机内的一个定时器作为波特率发生器，使上、下位机的串行口工作在同一波特率下，使用软件编程为单片机之间的通讯制定协议，当上位机对下位机发出指令后，下位机自动产生中断，经过校验如果指令符合通讯协议则执行，如果校验后不符合协议则舍弃指令不予处理，下位机对上位机的通讯与此相同。
传统的X线机没有故障诊断显示功能，一旦发生故障需要工程师进行繁杂的故障诊断工作。而现代单片机控制的X线机，从曝光按钮按下开始其单片机不断地监视各个组成部分的工作状态，大部分故障均可准确显示，从而大大降低了工程师的工作量。例如曝光按钮按下单片机产生中断发出命令使旋转阳极开始旋转，如果转速低于曝光要求则单片机采样值会低于预设值，此情况下单片机发出指令终止曝光，并在面板上显示故障情况。
随着微电子技术的进一步发展，单片机在体积不断缩小集成度不断增加的同时功能不断提升，我们有理由相信未来单片机在包括X线机在内的医疗仪器上的应用将会日益广泛，而随着单片机应用的增加以及其功能的提升，未来的X线机其智能化、易用化程度将会不断迈上一个个新台阶。
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