基于C8051F350的干式生化分析系統的硬件設計
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2．3 LED光源模塊
本干式生化分析系統能夠檢測多種生化指標，而不同的生化指標需要不同波長的光進行檢測，于是本系統設計了8波長光路的選擇電路。可以通過單片機C8051F350的發出指令信號來選擇通所需波長的LED光源。由于單片機的引腳為TTL電路，高電平為3．3 V左右，因此無法滿足CD4051的電平要求，因此設計了如圖4所示的管夠轉換電路，將高電平電壓由3．3 V轉換為12 V左右，達到控制CD4051選通作用。另外，在某些特定的時候，要求所有的光源都處于不發光狀態，因此單片機的P1．0口信號連至CD4051的使能端，以方便的控制CD4051的工作狀態，輸出低電平時，CD4051所有通道都將截止。本文引用地址：http://www.104case.com/article/172006.htm
2．4 信號測量與處理模塊
信號測量與處理電路包括信號采樣電路、前置放大電路、濾波電路以及后置放大電路等，如圖5所示。
圖6為信號測量與處理模塊的具體電路圖。光電二極管D1將光信號轉換為電流信號，該電流信號經過高精密運算放大器U5組成放大電路的放大作用，流經R13變為電壓信號。在此之后是以運算放大器U6A(即OPA2131)為核心的有源低通濾波電路，濾除信號內混雜的高頻噪聲。濾除高頻噪聲的信號經過濾波器芯片UAF42組成的工頻信號陷波電路，濾除50 Hz的工頻干擾，隨后經過U6B和U8(CD4051)組成的后置放大電路后送至單片機內。
UAF42是一款德州儀器公司設計生產的通用濾波器芯片。該濾波器芯片具有設計方便、使用靈活的特點，通過改變UAF42的電路參數可以構成各種滿足工程實際需要的濾波器。德州儀器還為這款濾波器芯片設計了電路輔助設計軟件，即Filter42．exe，可以直接在TI網站下載并使用。另外，各種指標測量時，所用的LED光源不同，各種樣品對光的反射率也不同，因此信號的大小范圍也各有不同。于是，本系統的后置放大電路中設計了8個放大通道，以便為每個LED光源匹配合適的放大倍數。
2．5 RS232接口模塊
RS232接口電路：C8051的管腳為LS-TTL電平，即邏輯1為高電平(>2．5 V)，邏輯0為低電平(0．25 V)。PC或ARM的串口上的電平形式為RS232電平，即邏輯1(MARK)為-3～-15 V，邏輯0(space)為3～15 V。二者進行信息通訊的前提是電平類型一致，于是選用MAX3232電平轉換芯片來實現TTL至RS232的轉換。
3 結論
本文設計的干式生化分析硬件系統能夠對微弱的光信號進行檢測與信號調理，同時具備自動光源選擇、自動條碼掃描、自動溫度控制等技術，通過與ARM開發板的連接，能夠完成對多種生化指標的準確檢測。在實際檢測過程中，除加樣以外其余工作均能實現自動化，檢測速度快且能保證測量精度，大大提高了儀器的自動化程度、快速性和可靠性。同時，使用方便快捷，具有較高的實用價值。
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