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基于SPCE061A的智能血液参数分析系统设计
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porereading
发表于 2014-4-19 09:21
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基于SPCE061A的智能血液参数分析系统设计
单片机
,
智能
随着智能控制的发展,对血细胞状态及参数的分析也不断采用最新的电子、光学、化学和计算机技术,从而满足临床工作对血液细胞分析的要求。智能的仪器可以减少人工劳动的强度,加快标本的处理速度,同时使得许多操作更加标准化及减少操作者之间的个体差异。
1
系统总体设计
采用凌阳公司的
SPCE061A
单片机设计了血液参数分析系统,液路采用电磁阀门来控制,时序电路根据血液分析仪的实际要求进行设计,可以实现检测参数的智能语音提示。系统的整体结构如图
1
所示。
系统通过
13
路电磁阀和
1
路压力泵来控制整台仪器的流路。控制系统接到传来的指令时,打开相应的血液样本的通路,各种不同液路之间通过电磁阀进行隔离和导通。控制在凌阳
SPCE061A
单片机中实现,
SPCE061A
单片机的
I/O
口只有
32
位,系统的
I/O
口将不够用,故而使用
EPM 7128
作为逻辑控制单元。通过通用异步串口
UART
与
SPCE061A
进行通信,实现对每个回路的工作状态的检测结果的处理和报警。反馈比较芯片采用
339
,输出后传送到
EPM7128
处理,最后反馈到单片机。音频放大电路采用
SPY0030
集成芯片,能够取得很好的放大效果。
2
系统硬件设计
硬件电路主要分为
SPCE061A
最小系统、电磁阀驱动电路和
CPLD
外围电路等部分。
2.1
最小系统
接上晶振及谐振电容,在锁相环压控振荡器的阻容输入
VCP
端接上相应的电容电阻后即可实现最小系统。其他不用的电源端和地端接上
0.1μF
的去耦电容提高抗干扰能力。
2.2
电源
SPCE061A
内核电压要求为
3.3V
,而
I/O
端口的电压可以选择
3.3 V
也可以选择
5 V.
所以,设计两个电源接口:
5 V
和
3.3 V.
对于
I/O
端口来说,这两种电平的选择通过跳线来选择。
2.3
音频输出
单片机音频输出信号是由内部的
D/A
转换输出的电流信号。在外部首先分流,然后进行电流到电压信号的转换,最后再经过
SPY0030
音频放大器,输出后驱动喇叭。
2.4
电磁阀驱动
凌阳单片机的
I/O
口输出的电压为
+5 V
,最大输出电流大概为十几毫安。系统采用两级放大驱动。接
IOA
口的为
PNP
型的
9012
贴片型三极管,第二级为
NPN
型的
8050
贴片型三极管。
为系统的调试方便,采用
RS232
芯片实现
SPCE061A
与
PC
机之间的通信。
3
系统软件设计
3.1
延时模块
为了做到延时的精确,延时程序采用定时器中断来实现。采用多次的中断来产生一定的延时。中断子程序的流程如图
2
所示。
3.2
串口模块
SPCE061A
与
LPC2210
之间的通信通过通用异步串口
UART
来实现。串口的接收发送是复用
IOB
口。
IOB10
为数据发送管脚
Tx
,
IOB7
为数据接收管脚
Rx.UART
可以缓冲地接收数据,即它可以在读取缓存器内当前数据之前的数据。串口发送子程序流程如图
3
所示。
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