紫外分光光度计的测量控制系统设计

紫外分光光度计的信号采集是由基于Windows CE的单板机与8051C单片机通过串行通信构成的主从分布式系统。基于Windows CE的单板机系统为主系统，通过串行口向单片机发送控制指令，单片机通过I/O口控制相应的步进电机驱动仪器的光学部件或机械部件，通过光耦开关采集开关信号，通过光电倍增管采集光能量信号，然后通过调理电路进行放大、滤波、解调等处理并进行A/D转换，最后通过串行口将处理后的信号返回给主系统进行分析计算。

紫外可见分光光度计的测量控制系统框图如下图所示。

测量控制系统的实现所需的关键技术包括：操作系统平台的实现，串行通信的实现；步进电机的控制，信号的采集与处理等。

操作系统平台的实现

Windows CE是32位简洁、高效的完全抢占式多任务操作核心，支持强大的通信和图形显示功能，是一种模块化的嵌入式操作系统。用户可以存PlatformBuilder下根据需要添加相应的模块或组件，定制精简的内核。此外，WindowsCE有高度优化的中断传送、优先级和服务系统等特性，可支持实时性要求高的程序。操作系统内核的定制主要包括：板级支持包(BSP)的选并并择(或开发)，功能特性添加，驱动程序添开发，设置环境变量生成映像文件NK.BIN。生成映像文件后，可以将平台映射到目标设备，即可在该平台上运行应用程序。

串行通信的实现

串行通信的实现包括硬件连接、通信协议的制定以及在Windows CE和单片机下串行通信具体的应用程序编制。

步进电机控制

紫外分光光度计是一种小型分析仪器，为了实现仪器的自动控制，通常采用电动机驱动其光学或机械部件到达指定位置。步进电机的特点是输入一个电脉冲就转动一步，转子的角位移的大小及转速分别与输入的电脉冲数及其频率成正比，并在时间上与输入脉冲同步。只要控制输入电脉冲的数量、频率以及电机绕组通电相序即可获得所需的转角、转速及转向，实现r微机数字控制。

本文通过编程实现了步进电机的启停、恒速控制、加减速控制等，从而实现了仪器系统光学部件的自动控制。