基于LPC1766的波散仪器主控板设计与开发
顺序式波长色散X射线荧光光谱分析仪是一种高度复杂的大型科研仪器,作为元素分析的主要手段,在考古、地质、冶金、矿产、石油、化工、生物、医疗、环保等诸多领域都有着广泛的应用,市场需求逐年呈指数增加。然而,目前我国的顺序式波长色散X射线荧光光谱分析仪全部依赖进口,巨额资金流入海外,因此国内自主研发势在必行。波散仪器主控板是顺序式波长色散X射线荧光光谱分析仪研发过程中的一个重要部分,是保证整个仪器能顺利完成工作的一个关键。本文基于LPC1766微处理器设计并开发了一款波散仪器主控板,对仪器系统控制方面有较大的应用价值。首先,根据该仪器的系统控制需求,设计了一种利用LPC1766微控制器实现顺序式波长色散X射线荧光光谱分析仪系统的控制方案。该方案主要由运动控制系统、AD/DA数据采集处理系统和上下位机通信系统三部分组成。运动控制系统可控制仪器中关键运动部件的选择切换,AD/DA数据采集处理系统可实现仪器中数据信号的采集控制处理功能,上下位机通信系统可实现PC机与仪器的通信功能。其次,详细介绍了控制系统在硬件和软件方面的具体实现方法。该系统基于LPC1766微控制器,充分利用内部丰富的GPIO端口和功能强大的PWM模块,配合光电开关的逻辑顺序对运动系统中电机运动进行控制;结合外部AD转换芯片AD7606和DA转换芯片DAC8831的配置对数据进行采集和控制处理;通过设置UART模块同时结合RS485芯片可实现上下位机的通信。最后,对本文所设计和开发的主控板装机进行整机调试,检测主控板的可用性及合理性。其测试结果符合《JJG 810-1993波长色散X射线荧光光谱仪检定规程》的要求,能使仪器顺利完成从Be到U的所有元素的定性定量分析测试功能,其性价比较高。
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