，138個5V容限1/0,17個定時器，2個看門狗，15個通信接口，3個I2C接口， 3個SPI接口，5個USART接口支持ISO7816,如此強大的片內(nèi)資源能充分滿足對于外部接 口及控制實時性要求較高的劃板機(jī)的要求。
[0027] 存儲裝置2采用W25X16,是華邦的一款容量為16M-bit的FLASH存儲器，通過 SPI口與單片機(jī)相連，可以快速的實現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲。由于劃板機(jī)需要存儲1年的用 戶數(shù)據(jù)，按照每天做200個樣本，每個樣本需要20byte的存儲空間，這樣一天的數(shù)據(jù)量為 200*20byte。而W25X16每頁的存儲量為4096byte，剛好一天占一頁，查詢的時候只需要按 照日期對應(yīng)的某一頁查詢即可。需要注意的是，W25X16是一款FLASH芯片，所以寫入數(shù)據(jù) 前必須先擦除，也就是說此芯片只能置零不能置一，所以每天寫入之前都要對當(dāng)天對應(yīng)的 存儲頁擦除，然后再進(jìn)行寫操作。
[0028] 串口驅(qū)動電路3詳細(xì)硬件圖見圖2 (a)-(c)，因為需要和4個外圍設(shè)備通訊，擔(dān)心 外部設(shè)備若有故障會影響內(nèi)部芯片的正常工作，因此采用了高速光耦6N137來做隔離。與 觸摸屏4和上位機(jī)7聯(lián)接采用MODBUSRTU協(xié)議，觸摸屏4作為主機(jī)，定時向控制器發(fā)送命 令，控制器根據(jù)發(fā)送的命令進(jìn)行應(yīng)答，根據(jù)相應(yīng)的地址將數(shù)據(jù)發(fā)送到觸摸屏中顯示。在后期 處理過程中，有可能會將前處理后處理一起通過觸摸屏4控制，這樣軟件利用MODBUS可以 方便的進(jìn)行子網(wǎng)的擴(kuò)展，硬件上采用232轉(zhuǎn)484轉(zhuǎn)換器開擴(kuò)展。與掃碼器5和IFRD6通訊 都采用器件各自的自定義協(xié)議。電平轉(zhuǎn)換及緩沖部分8采用74hc4245芯片，將3. 3v電平 轉(zhuǎn)為5v電平，增加驅(qū)動能力，保護(hù)內(nèi)部電路。光電隔離部分9采用PC817作為普通隔離，采 用6N137作為串口通訊高速隔離，將內(nèi)外兩個電源分開，增加抗干擾能力，降低故障率。減 速電機(jī)驅(qū)動10和電磁閥驅(qū)動11采用繼電器驅(qū)動方式，繼電器雖然有壽命限制，但是其耐沖 擊性和故障率是電子開關(guān)管無法比擬的，鑒于本發(fā)明并無頻繁動作的部件，因此繼電器完 全符合要求。繼電器觸點采用續(xù)流二極管和RC吸收電路雙重保護(hù)。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動12將控 制器發(fā)出的脈沖信號以及方向信號經(jīng)過放大后與步進(jìn)電機(jī)控制器連接，實現(xiàn)對本發(fā)明所用 的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。
[0029] 如圖2(a)所示，本電路是串口電平轉(zhuǎn)換電路，分為兩組，將串口RS232信號（1IN、 10UT、2IN、20UT)與TTL(1TX、1RX、2TX、2RX)信號雙向轉(zhuǎn)換。
[0030] 如圖2(b)所示，本電路利用高速光耦6N137實現(xiàn)內(nèi)外5v的TTL信號相互轉(zhuǎn)換，將 外部5v經(jīng)串口電平轉(zhuǎn)換電路輸入的TTL信號1RX轉(zhuǎn)換為內(nèi)部5v供CPU使用的TTL信號 lRXN〇
[0031] 如圖2(c)所示，本電路利用高速光耦6N137實現(xiàn)內(nèi)外5v的TTL信號相互轉(zhuǎn)換，將 (PU提供的內(nèi)部5v信號1TXN外部5v經(jīng)串口電平轉(zhuǎn)換電路輸入的TTL信號1RX轉(zhuǎn)換為內(nèi)部 5v供CPU使用的TTL信號1RXN。
[0032] 如圖3所示，帶調(diào)制的限位開關(guān)硬件原理圖，本電路通過LM567發(fā)出調(diào)制脈沖， 經(jīng)三極管Q1放大后驅(qū)動光電傳感器的發(fā)光管，當(dāng)有物體遮擋以后接收端會接收到一個與 調(diào)制頻率一致的脈沖信號，經(jīng)運放LM741放大以后進(jìn)入LM567解調(diào)，當(dāng)兩者頻率一致則使 LM567的8腳輸出低電平提供信號。
[0033] 如圖4所示，本電路由于是對射式，不存在外界的干擾，因此采用5v不經(jīng)調(diào)制直接 驅(qū)動發(fā)光管。正常狀態(tài)下傳感器導(dǎo)通，V0+輸出0v信號。當(dāng)遇到遮擋物，V0+被拉高輸出 +5v信號。V0+與經(jīng)電阻分壓的V0-通過LM393進(jìn)行比較，輸出的信號即實際位置信號。
[0034] 位置傳感器13分為反射式（圖3)和對射式如（圖4)兩種；由于反射式限位開 關(guān)容易受到外界如燈光太陽光的干擾誤動作，因此在硬件設(shè)計上本申請采用調(diào)制解調(diào)的策 略，利用LM567發(fā)出一個/。= 9KHz的調(diào)制波形，只有LM567接收端接收到頻率相同的 信號時才認(rèn)為檢測到有效的位置，對于外界干擾有很好的屏蔽作用。電阻R10為電位計，通 過調(diào)節(jié)R10可以調(diào)節(jié)限位開關(guān)感應(yīng)的范圍。DS1，DS2為指示燈，在板子的正反面各排一個， 由于限位開關(guān)的安裝方式不統(tǒng)一，這樣可以保證從各個位置都能方便的觀察到限位開關(guān)動 作情況。
[0035] 上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，包括主控制器，所述主控制器與存儲裝置 通信，位置傳感器將檢測的信號通過光電隔離電路處理后再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換及緩沖部分傳送 至主控制器，主控制器根據(jù)位置傳感器將檢測的信號輸出對應(yīng)的控制信號，控制信號依次 通過電平轉(zhuǎn)換及緩沖部分及光電隔離電路傳送至對應(yīng)的減速電機(jī)驅(qū)動電路、電磁閥驅(qū)動電 路及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述存儲裝置包括 一片鐵電存儲器和一片F(xiàn)lash存儲器，用來存儲樣本的各種信息和設(shè)定的參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述串口驅(qū)動電路 包括RS485電路及RS232電路，所述RS485電路及RS232電路采用高速光耦6N137來做隔 離。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述主控制器還通 過光電隔離電路及串口驅(qū)動電路分別與觸摸屏、掃碼器、RFID讀卡器及上位機(jī)通信。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述掃碼器用于對 樣本的條形碼進(jìn)行掃描，在掃描到兩個不同的碼以后自動關(guān)閉并將參數(shù)通過串口傳輸?shù)街?控制器內(nèi)進(jìn)行處理。
6. 如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述RFID讀卡器用 于對磁卡進(jìn)行扣費和充值，每用完一個培養(yǎng)皿則扣款一次，RFID讀卡器通過串口來與主控 制器交換數(shù)據(jù)，并設(shè)置相應(yīng)的管理員權(quán)限實現(xiàn)充值功能。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述電平轉(zhuǎn)換及緩 沖部分采用74hc4245芯片，將3. 3v電平轉(zhuǎn)為5v電平。
8. 如權(quán)利要求4所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述觸摸屏和上位 機(jī)連接采用MODBUSRTU協(xié)議，觸摸屏作為主機(jī)，定時向主控制器發(fā)送命令，主控制器根據(jù)發(fā) 送的命令進(jìn)行應(yīng)答，根據(jù)相應(yīng)的地址將數(shù)據(jù)發(fā)送到觸摸屏中顯示。
9. 如權(quán)利要求1所述的一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，其特征是，所述位置傳感器采 用調(diào)制解調(diào)的策略，利用LM567芯片發(fā)出一個
的調(diào)制波形，只有LM567芯片 接收端接收到頻率相同的信號時才認(rèn)為檢測到有效的位置，電阻R10為電位計，通過調(diào)節(jié)R10調(diào)節(jié)限位開關(guān)感應(yīng)的范圍，DS1，DS2為指示燈，在板子的正反面各排一個。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)，包括主控制器，所述主控制器與存儲裝置通信，位置傳感器將檢測的信號通過光電隔離電路處理后再經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換及緩沖部分傳送至主控制器，主控制器根據(jù)位置傳感器將檢測的信號輸出對應(yīng)的控制信號，控制信號依次通過電平轉(zhuǎn)換及緩沖部分及光電隔離電路傳送至對應(yīng)的減速電機(jī)驅(qū)動電路、電磁閥驅(qū)動電路及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路。醫(yī)用劃板機(jī)自動控制系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的人工操作，真正實現(xiàn)無菌操作，大大減少了醫(yī)務(wù)人員感染病毒的幾率，并在劃線等重要環(huán)節(jié)上避免了由于各人操作習(xí)慣和規(guī)范的不同而帶來的不利影響。
【IPC分類】G05B19-418
【公開號】CN104571059
【申請?zhí)枴緾N201510032825
【發(fā)明人】侯延進(jìn), 白明, 崔新雨, 曹艷, 殷培騰, 滕竟?fàn)? 董紅海
【申請人】山東省科學(xué)院能源研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日