基于SPCE061A的智能血液參數(shù)分析系統(tǒng)設(shè)計

隨著智能控制的發(fā)展，對血細(xì)胞狀態(tài)及參數(shù)的分析也不斷采用最新的電子、光學(xué)、化學(xué)和計算機技術(shù)，從而滿足臨床工作對血液細(xì)胞分析的要求。智能的儀器可以減少人工勞動的強度，加快標(biāo)本的處理速度，同時使得許多操作更加標(biāo)準(zhǔn)化及減少操作者之間的個體差異。

1系統(tǒng)總體設(shè)計

采用凌陽公司的SPCE061A單片機設(shè)計了血液參數(shù)分析系統(tǒng)，液路采用電磁閥門來控制，時序電路根據(jù)血液分析儀的實際要求進行設(shè)計，可以實現(xiàn)檢測參數(shù)的智能語音提示。系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)通過13路電磁閥和1路壓力泵來控制整臺儀器的流路。控制系統(tǒng)接到傳來的指令時，打開相應(yīng)的血液樣本的通路，各種不同液路之間通過電磁閥進行隔離和導(dǎo)通。控制在凌陽SPCE061A單片機中實現(xiàn)，SPCE061A單片機的I/O口只有32位，系統(tǒng)的I/O口將不夠用，故而使用EPM 7128作為邏輯控制單元。通過通用異步串口UART與SPCE061A進行通信，實現(xiàn)對每個回路的工作狀態(tài)的檢測結(jié)果的處理和報警。反饋比較芯片采用339，輸出后傳送到EPM7128處理，最后反饋到單片機。音頻放大電路采用SPY0030集成芯片，能夠取得很好的放大效果。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計

硬件電路主要分為SPCE061A最小系統(tǒng)、電磁閥驅(qū)動電路和CPLD外圍電路等部分。

2.1最小系統(tǒng)

接上晶振及諧振電容，在鎖相環(huán)壓控振蕩器的阻容輸入VCP端接上相應(yīng)的電容電阻后即可實現(xiàn)最小系統(tǒng)。其他不用的電源端和地端接上0.1μF的去耦電容提高抗干擾能力。

2.2電源

SPCE061A內(nèi)核電壓要求為3.3 V，而I/O端口的電壓可以選擇3.3 V也可以選擇5 V.所以，設(shè)計兩個電源接口：5 V和3.3 V.對于I/O端口來說，這兩種電平的選擇通過跳線來選擇。

2.3音頻輸出

單片機音頻輸出信號是由內(nèi)部的D/A轉(zhuǎn)換輸出的電流信號。在外部首先分流，然后進行電流到電壓信號的轉(zhuǎn)換，最后再經(jīng)過SPY0030音頻放大器，輸出后驅(qū)動喇叭。

2.4電磁閥驅(qū)動

凌陽單片機的I/O口輸出的電壓為+5 V，最大輸出電流大概為十幾毫安。系統(tǒng)采用兩級放大驅(qū)動。接IOA口的為PNP型的9012貼片型三極管，第二級為NPN型的8050貼片型三極管。

為系統(tǒng)的調(diào)試方便，采用RS 232芯片實現(xiàn)SPCE061A與PC機之間的通信。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1延時模塊

為了做到延時的精確，延時程序采用定時器中斷來實現(xiàn)。采用多次的中斷來產(chǎn)生一定的延時。中斷子程序的流程如圖2所示。

3.2串口模塊

SPCE061A與LPC2210之間的通信通過通用異步串口UART來實現(xiàn)。串口的接收發(fā)送是復(fù)用IOB口。IOB10為數(shù)據(jù)發(fā)送管腳Tx，IOB7為數(shù)據(jù)接收管腳Rx.UART可以緩沖地接收數(shù)據(jù)，即它可以在讀取緩存器內(nèi)當(dāng)前數(shù)據(jù)之前的數(shù)據(jù)。串口發(fā)送子程序流程如圖3所示。

4結(jié)語

設(shè)計了智能控制的血液參數(shù)分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以分析血液細(xì)胞的各種參數(shù)，實現(xiàn)智能化操作，降低了人工操作的失誤和數(shù)據(jù)的誤差，實現(xiàn)了高精確度的血液參數(shù)測量。該系統(tǒng)的控制原理還可應(yīng)用于一切與此相關(guān)的領(lǐng)域，如帶電磁閥控制的電力系統(tǒng)，工業(yè)控制系統(tǒng)，水壩控制系統(tǒng)和紅綠燈控制系統(tǒng)等，具有一定的使用價值。