一种基于DSP的全自动生化分析仪控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于dsp的全自动生化分析仪控制系统，适用于医疗分析领域。

背景技术：

近二十年来，由于生物数学、近代物理学、化学、电子技术、生物材料学、机械学、计算机等多种学科的飞速发展，并愈来愈深入地向生物学和临床医学领域的广泛渗透，促进了医学检验理论及实验室仪器和技术的发展。高灵敏度、多功能、自动化的检测仪器的涌现，大大提高了医学检验的测量精度、速度和准确度，从而使烦琐的操作得以简化，冗长的实验时间得以缩短，复杂的组分及精微含量的测量得以实现，显示了自动化仪器强大的生命力。全自动生化分析仪就是在这种形势下出现的临床检验仪器。

靠手工方法完成临床生化的检测受技术的熟练程度和工作责任心等因素的影响，常使结果出现一定误差。随着临床生化项目的增多及要求检验数量增加，单靠手工操作往往难于满足临床需要。如果仔细分析一下生化检验的操作要点，就可以注意到这些检验大部分都离不开样品处理(包括稀释、去蛋白等)；加试剂进行反应(如显色、加热等);检测反应产物(如比色、比浊法等);数据处理(包括发报告)等具体操作。这些操作都可适当组合起来，同时再配以计算机硬件及软件等先进的显示手段，就可制造出很多自动化分析仪器。

在全自动生化分析仪中，样本和试剂的传送、化学反应和反应的检测、信号处理、数据报告和结果分析等步骤完全由仪器自动完成。操作者只需把样品放在分析仪的特定位置上，设好检验项目开动仪器即可等取检验报告。由于分析中没有手工操作步骤，故主观误差很小，且仪器具有自动报告异常情况，自动校正自身工作状态的功能，因此系统误差也较小，能保证检验的快速、准确。随着国内医院要求诊断指标的增多，测试工作量也越来越大，对全自动生化分析仪的需求也日益增大，部分大型医疗机构依靠进口配备了自动生化分析仪。但这远远不能满足需求，近来随着医学的发展，中小医疗机构对自动生化分析仪器要求也越来越迫切。

技术实现要素：

本发明提供一种基于dsp的全自动生化分析仪控制系统，系统包括信号采集与处理模块、计算机控制系统、dsp的mcbsp串行接口电路、系统存储器扩展电路。

本发明所采用的技术方案是：本系统应用了dsp为核心的控制系统方案，它应用一片dsp芯片代替了原来六个单片机的功能，减小了硬件电路的体积，并增加了系统的可靠性，系统还采用16位高速a/d转换器ad976a取代以往的ad574完成模数转换，使数据处理时间提高了10倍。

所述信号采集与处理模块采用了钨灯作为光源(34onrn～80onrn)，光电二极管阵列作为光电探测器。共12个特征波长，12路前置放大器，通过模拟开关分别输出，再根据不同波长进行不同的放大，最后将信号进行a/d转换，数字信号进入计算机进行数据处理。

所述计算机控制系统的硬件由上位计算机、以数字信号处理器dsp为核心的控制及数据采集模块组成。所要实现的功能包括对步进电机的控制、传感器信号的采集、对光信号的采集和大量数据的处理。dsp控制及数据采集模块应包括供电电路、电平转换电路、可编程逻辑器件、a/d转换电路及串行通信电路。

所述系统存储器扩展电路中，c5402的外部数据存储器选通信号mstrb和外部程序存储器片选信号ps共同生成程序存储器的片选信号pcs，外部数据存储器选通信号mstrb和外部数据存储器片选信号ds共同生成数据存储器的片选信号dcs0。

所述dsp的mcbsp串行接口电路工作于spi模式直接与max3111进行连接，此时dsp作为spi协议中的主设备，通过软件控制分频比可获得通用的300baud～3okb的波特率。dsp的发送时钟信号(bclkk)作为max3111的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号(bgsx)作为max3111的片选信号(cs)。bdx与din连接作为发送数据线，bdr与dout连接作为接收数据线。max3i11的tx与tl取连接，rx与r10ut连接，以便利用其片内的转换器实现uart到rs一232电平的转换。max3in的中断信号((irq)与dsp的外部中断相连。

本发明的有益效果是：该系统智能化强，操作简便，简化了硬件结构，提高了电路控制系统的可靠性和稳定性，采用16位高速a/d转换器完成模数转换，使模数转换速度提高了10倍，在dsp软件设计中引入了高级语言的多线程思想，并行的实现了原系统中六个单片机分别实现的控制功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的信号采集与处理模块。

图2是本发明的测控系统的框图。

图3是本发明的系统存储器扩展原理图。

图4是本发明的dsp的串行接口电路。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，信号采集与处理模块采用了钨灯作为光源(34onrn～80onrn)，光电二极管阵列作为光电探测器。共12个特征波长，12路前置放大器，通过模拟开关分别输出，再根据不同波长进行不同的放大，最后将信号进行a/d转换，数字信号进入计算机进行数据处理。

如图2，计算机控制系统的硬件由上位计算机、以数字信号处理器dsp为核心的控制及数据采集模块组成。所要实现的功能包括对步进电机的控制、传感器信号的采集、对光信号的采集和大量数据的处理。dsp控制及数据采集模块应包括供电电路、电平转换电路、可编程逻辑器件、a/d转换电路及串行通信电路。

如图3，系统存储器扩展的中，c5402的外部数据存储器选通信号mstrb和外部程序存储器片选信号ps共同生成程序存储器的片选信号pcs，外部数据存储器选通信号mstrb和外部数据存储器片选信号ds共同生成数据存储器的片选信号dcs0。

如图4，dsp的mcbsp串行接口电路工作于spi模式直接与max3111进行连接，此时dsp作为spi协议中的主设备，通过软件控制分频比可获得通用的300baud～3okb的波特率。dsp的发送时钟信号(bclkk)作为max3111的串行时钟输入，发送帧同步脉冲信号(bgsx)作为max3111的片选信号(cs)。bdx与din连接作为发送数据线，bdr与dout连接作为接收数据线。max3i11的tx与tl取连接，rx与r10ut连接，以便利用其片内的转换器实现uart到rs一232电平的转换。max3in的中断信号((irq)与dsp的外部中断相连。

技术特征：

技术总结
一种基于DSP的全自动生化分析仪控制系统，系统包括信号采集与处理模块、计算机控制系统、DSP的McBSP串行接口电路、系统存储器扩展电路。本系统应用了DSP为核心的控制系统方案，它应用一片DSP芯片代替了原来六个单片机的功能，减小了硬件电路的体积，并增加了系统的可靠性，系统还采用16位高速A/D转换器AD976A取代以往的AD574完成模数转换，使数据处理时间提高了10倍。该系统智能化强，操作简便，简化了硬件结构，提高了电路控制系统的可靠性和稳定性，采用16位高速A/D转换器完成模数转换，使模数转换速度提高了10倍，在DSP软件设计中引入了高级语言的多线程思想，并行的实现了原系统中六个单片机分别实现的控制功能。

技术研发人员：李财
受保护的技术使用者：李财
技术研发日：2016.11.23
技术公布日：2018.05.29