详解智能血液参数分析系统设计

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3.3 V，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RS 232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。