岛津ICPS—1000Ⅱ型电感耦合等离子体光谱仪数据处理系统的改造

岛津ICPS—1000Ⅱ型电感耦合等离子体光谱仪数据处理系统的改造 岛津ICPS—1000?型电感耦合等离子体光 谱仪数据处理系统的改造 第7卷第l期 2001年3月 分析测试技术与仪器Volume7Nm’nber1 ANALYSISANDTESTINGTECHNOLOGYANDINSTRUMENTSMar .2001 大型仪器功能开发(12,16 岛津ICPS—100011型电感耦合等离子体光谱仪 数据处理系统的改造 霍亮生, (太厚理工学机械学院 自英彬 山西太原O30024) 摘要:分析了日本岛津ICPS-t0001I型等离干光谱扭的主机结构和与之配套的三菱(Mj}sushj)专用数据处理计 算机的硬件配置厦软件结构介绍一种用PC系列计算机增加IEEE4$$通信接口卡代替原有计算机完成数据通信 和数括处理的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 .详细阐连了系统工作原理,软件蛄构和最终达到的结果 关键词:等离子光谱韫;IEEE4B8接口;井行通信;数据处理 中图分类号:065732文棘标识码:B文章编号:1006—3757{2001)010012—05 ICPS一1000II型光谱仪是日本岛津公司80年代 后期产品.它采用诱导对等离子体(ICP,Inductively CoupledPlasma)作为激发源由于该机型采用岛津 (Shimadzu)新颖的同步双波长测量方法(simu[tane— OUSdual—wavelengthphotometry),有自动点火功 能,因此,ICPS一10001I等离子光谱仪分析精度高,分 辨率高,分析速度快,操作简便.目前,广泛应用于 工业,农业,医药的科研与生产过程I国内有20 余台这种型号的设备,虽说已服务长达十几年的时 间,但是主机大都完好,只是负责处理数据的微机和 打印机不可避免地会出现一些问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 这种计算机是 日本三菱(Mitsubishi)公司生产,采用了Intel8086— 28MHz的CPU,14英寸(1英寸=254mm)EGA 1 显示器,两个5?英寸双面高密度软驱,无硬盘,操 作系统为CPAVI86,对光谱仪进行数据处理的软件 为未编译的MBASIC源程序,加有一块IEEE一488 接口卡,完成它到ICPS一100011型光谱仪的命令传 递和它们之间的数据交换目前,由于日本三菱公 司的这种主机和它所用的主要元器件都已停产,给 它的维修和保养带来极大困难.因此,笔者花了近 一 年的时间,对其进行了改造,主机配置如下:CPU 为IntelPentium?550E,内存128M,显存16M, 硬盘13G,三星15英寸数控彩色显示器,打印机为 佳能彩色喷墨照片打印机计算机与光谱仪的数据 通信采用1EEE一488接口卡进行,我们完成了相关 *通讯联系人 收稿日期:2000—08—08;收到修改稿日期:2000一l0—24 程序的编制和移植工作,完成了仪器原有的所有功 能,并新增了彩色图形打印等功能,使该仪器的使用 更加方便快捷 1接口电路设计 1.1ICPS一100011型光谱仪主电路与接口电路 ICPS一100011型光谱仪采用了Intel舯86CPU, 外加8087协处理机,用两个总线控制器8288分别 输出系统总线和局部总线,ROM地址范围: FC000H,FFFFEOH,RAM用l6位方式进行组 织,容量128K×16位,采用4164芯片,经由 DRAM控制器8203控制与CPU进行数据交换,地 址范围:00000H,lFFFFH,起始地址可是 OXXXXH.2XXXXH.4XXXXH,……,EXXXXH 共有8个可供选择接口地址由地址译码器 74LS138进行统一编址,用地址译码器选择的接口 芯片如下:可编程串行接口芯片8251四片,可编程 定时/计数器8253两片,可编程并行输人输出接口 芯片8255两片(共用一条地址译码输出线,由A0区 分奇地址和偶地址,第一个8255芯片的端口地址 是:C8H,CAH,CCH,CEH;第二个8255芯片的 端151地址是:C9H,CBH.CDH,CFH),8259一 片这些芯片分别用作与上级计算机及外设的串行 接口,系统定时和光电倍增管的计数,光谱仪的I/O 控制,外部中断管理等 第1期霍亮生等:岛津ICPS-100O1I型电感耦合等离子体光谱仪数据 处理系统的改造l3 点火系统单独用一个8位徽处理机进行控制, CPU是Intel8085.该系统的主要任务是接收主控 计算机系统和控制台的操作命令,完成功率射频振 荡电路系统的监测和控制,并能根据监测结果自动 进行功率场效应管(PowerV-MOSFET)的触发和匹 配电路的控制,使点火操作变得非常简单快捷. 12IEEE_488接口 IEEE一488接口和GPIB(GeneralPurpose[nter— faceBus),HP-I13,IECr625,IEC-IB的总线规约都是 一 个,相互之间只有细小的差别,IEEE488用24脚 弹簧片式接插头,而[EC-625采用25脚针插头,我 国公布的GPIB 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 与IEC~625相兼容, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 一说明 24脚及25脚信号定义的区别. 实现GPIB接口功能的方法有以下几种:(1) 采用传统逻辑电路,根据有关通信标准进行复杂的 逻辑设计;(2)采用通用微处理机控制通用并行接 口芯片完成这种通信;(3)采用专用大规模集成电 路芯片(LSI).目前,大都采用第三种方法,常用的 专用大规模集成电路芯片有MC68488(MC3488与 之配套使用),Intel8291和Intel8292(Intel8293与 之配用),TMS9914(SN75160,SN75161与之配用), Fairchild公司生产的F96LS488.rLPD7210 (SN75160,SN75162与之配用)以及SM82530B 等【3i 表1INc.625与IE17~488定义的引脚对比说明? TableIpinsex~amU,n,sdefinedby1EC-625andllEEE-488 14分析测试技术与仪器第7卷 IcPS1000?型光谱仪与数据处理计算机之间 的数据通信采用IEEE-488可编程仪器通用数字接 口,主机所使用的芯片型号为德州仪器公司的 TMS9914,电平转换芯片为75160和75161. 我们在新购置的Pentiurn?计算机上加一块按 PC机的IsA(IndustryStandardArchitecture)总线设 计的IEEE488接口卡,采用大规模专用集成电路 芯片/~PD7210作为控制芯片,原理图如图1所示 图l中总线驱动器为74LS245和74LS244,地址译 2软件设计 码器为74LS138及一些拨码开关和逻辑门电路,使 ~PD7210的地址和所用中断号等设计成可选的,以 适应不同的机器配置环境,如无特殊要求,可将 /~PD7210的基本地址选为2B8H,将RS0,RS1,RS2 接到地址总线低三位,用以选择芯片内部的8个读 寄存器和8个写寄存器.外中断请求线(Lxrr)选用 1RQ9(DOS中断号为71H)J.电平转换芯片与 1CPS-1000?型等离子光谱仪主机所用的芯片同属 一 个系列,它们是75160和75162,详见图2所示. 囤l智能仪器接口硬件原理框囤 Fig?】Theprincipkdjaofinlelligt’nlinstrarnen!hardwareinterfnee SN7516o Iij一图2[EEE-488控制器电平转换 Fig.2lrbevoU~gelevelconversionci~mtof[EEF~88controller IEEE488接口采用三线(NRFD,DAV和 NDAC)握手的联络方式进行通信,将参与通信的设 备分为控者,讲者和听者[该系统的控者为计算 机,听者为岛津ICPS-1000II型等离子光谱仪,要让 第l期霍亮生等:岛津IC~10001I型电感耦台等离子体光谱仪数据处 理系统的改造l5 其正常工作,必须设计相应的软件软件分为两大 块:一是负责接口数据通信的Inte|80X86汇编语言 程序设计,这是一个底层程,可供高级语言调用,主 要完成~tPD7210接口的初始化和它与设备之间的 数据通信控制;另一部分程序用高级语言编写,主要 是完成仪器操作控制,分析结果的存储和数据处理 等 接口数据通信程序采用模块式程序编制的思 想,按照IEEE一488的通信 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf ,将不同操作功能做 成独立的子程序.以供高级语言调用,这些功能分别 是:接口检查及初始化,外部中断号和DIvL&通道号 设置,远程与本地选择,数据输入和输出,接口清除, 串行点名等. 数据处理程序包括如下几大模块:波长校正,光 谱设置,固定通道定量分析(quantitativeanals), 生成工作曲线,定性分析(qualitativeanalysis),生成 报表等.根据用户多年使用经验和习惯,在数据处 理计算机性能远远高于东芝数据处理计算机的情况 下,我们在恢复仪器原有全部功能的基础上,叉开发 出打印机输出选择功能,彩色图形打印功能等详见 图3 3结果 囤3数据处理程序框圈 Fig.3Thedia~aanofdataproeesslngpm 我们在北京市蔬菜研究中心的ICPS-10o0?型 等离子光谱仪上改造获得成功,经近一年的试用表 明,改造后能完成原仪器所有功能,解决了该类仪器 用户面临的因计算机故障造成仪器报废的后顾之 优.改造前,专用数据处理计算机CPU为8086十 8087,数据只能存储在软盘上,结果打印只能用一种 24针黑白打印机.改造后,采用通用个人计算机, CPU为Inte/Pentium?550E(也可为其它cPu)结 果打印可用连接在Windows下的任一种打印机,尤 其是可打印彩色图形,给输出分析结果提供了有力 的手段总之,改造后的仪器运算速度快,操作界面 良好,使用更方便,功能更完善,改造投资小,很值得 推广 16分析测试技术与仪器第7卷 参考文献 [1]扬安檬,陈长龄电子仪器接口技术M].成都:电子科技大 学出版社,1994,88,52. [2]林中光谱仪器学[M]北京机械工业出版社,1989,10: 11,61 [3]王惠民光学仪器信号转换技术[M]北京北泉理工大学出 版社1993,5109--223. [4]扬廷善,周莉计算机和测控系统总线手册[M]北京:人 民邮电出版社,1993,9:319--330. [5】张载鸿.PC系刊计算机系统开发与应用(上)系统篇[M]北 京:国防工业出版社,1991,ll:347,392. [6]张载鸿PC系列计算机系统开发与应用(下)应用篇[M].北 京:国防工业出版杜,1992,12:272-,418 【7]雷旭,陈永达.马怀俭带有GPIB接I=1的程拉黼恒流嚣的 研究[J].电子技术应用,1998,1247,48+56. L8J白萸彬.岛律等离子体光谱仪数据赴理系统的改进[J].分析 测试技术与仪器,l999,5(2).79,8l TheAlternationoftheDataProcessingSystemUsedby Shimadzu’SICPS-10001IInductivelyCoupledPlasmaSpectrometer HUOLiang-sheng,BaiYing-bin TaiyuanUniversityofTechnology,Taiyuan030024,China) Abstract:ThehardwareandmftwareconfigurationofhostcomputeranddataprocessingcomputerusedbyShi— madzu’SICPS-1000? plasmaspectrometerisanalyzed.TheschemehowtocompletethedataCO1TlrflUnication anddataprocessingbyaddingaIEEE一 488cardinthepersonalcomputerisintroduced.Theoldspecialcomputer byapersonalcomputerwaSreplaced.Theworkingprinciple,softwarestmctureandtheusingresultofthissys— ternareexpatiatedinderailTheadvamaguseingthismethodtoaltertheinstrumentofthistypearefollows: it’ssimpleanddoable,theinvestmentandriskaresma[1,butthereisagreatbenefit,agreatdealoffunctiOm areenlargedintheoldequipment Ke3,Words:plasrll~spectrometer;IEEE488Interface;parallelcommunication;dataprocessing Classifyingnumber:O65732