专利名称：一种多光源多孔道生化检测发光控制电路的制作方法
技术领域：
本发明属于医学光电检测技术，主要是分光光度法进行多光源多孔道生化检测领域，具体涉及一种多光源多孔道生化检测发光控制电路。
背景技术：
现代医疗检验中所涉及的生化检测基本为光学检测，以荧光分析法和分光光度法 为主。其中分光光度法中一般使用钨灯和氘灯作为光源，生化试验中信号采集是按照设定的频率进行的，光源其实是可以只在采集过程中工作即可。但是生化检测对光源的稳定性要求很高，为了保证光源稳定性一般光源都是常亮状态，钨灯和氘灯在加电发亮的初期是不能稳定的，因此这些光源在动态检测的过程中必须是常亮状态，虽然这样能够保证输出稳定的光线，但代价也是非常明显的，发热量大，功耗高，老化严重。因此现在很多设备采用了发光二极管(LED)作为检测光源，由于发光二极管有发光稳定、功耗低、发热量小、不易老化的特性因而受现代光电研发人员的认可。不过由于LED发光量比较小，所以多孔道检测电路必须搭配多个LED。而且发光模式也是常亮状态。这样的话多个LED都会消耗电流，而且孔道越多耗能越大，非常不利于低功耗和手持设备的应用。以往的多孔道LED光源驱动设计是如图1，多孔道光源驱动电路并联在电源的正负两端，驱动电路的设计为一个限流电阻及一个LED串接在电源的正负两端。以往的设计是所有孔道的LED全部工作，采集电路在很短的时间内将所有孔道的光信号一一采集到数据库中，这种设计的缺陷是各孔道的LED时刻都在常亮状态，而且电流大小不可调整。为此对于增加光学器件使用寿命和减小功耗就成为工程师们亟待解决的一个问题。

发明内容
本发明专利的目的在于克服现有技术的不足，通过采用动态驱动发光二级管的方法，提供一种多光源多孔道生化检测发光控制电路。本发明专利解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种多光源多孔道生化检测发光控制电路，包括电源及并联在电源之间的各孔道发光二级管LEDi，i为任意整数，本发明的创新点是还进一步包括有控制微处理器、电压电流转换电路、驱动器件和通路选择电路，控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端连接，电压电流转换电路输出端与驱动器件的信号触发端连接，驱动器件的输出端一端与通路选择电路的总端口连接，另一端通过限流电阻R3与电源负极连接，同时，控制微处理器的控制输出端与通路选择电路的控制输入端口连接，通路选择电路的信号输入端口与各孔道发光二级管LEDi的负极连接。而且，在控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端之间连接有滤波电路。而且，所述控制微处理器采用型号为ADUC848的微处理器，控制微处理器内部集成有数字模拟转换器DAC，数字模拟转换器DAC的输出与电压电流转换电路连接，或通过滤波电路与电压电流转换电路连接。而且，所述电压电流转换电路是采用型号为0P07的集成运算放大器搭成的转换电路。而且，所述驱动器件采用型号为IRLL014的场效应管。而且，所述通道选择电路采用的是型号为74HC4051的多通道模拟开关，它的总端口连接驱动器件的源极，8个独立信号输入端口分别连接8只发光二极管LED1-LED8的负极，模拟开关的控制输入端口分别连接在控制微处理器的控制输出端。
本发明专利的优点和积极效果是I、本发明电路即可控制LED的工作状态又同时可以控制LED驱动电流的大小和亮度，可使LED既可以稳定发光又可以降低功耗和工作时间，从而提高LED的使用寿命。2、本发明研究了发光二极管的性能，从上电到发光稳定为纳秒级别，因此在很短的时间内就可以从无光到达稳定发光状态，因此我们利用控制微处理器智能驱动LED，实现了控制的高智能化。


图I是原有多光源多孔道发光电路的电原理图；图2是本发明多光源多孔道生化检测发光控制电路的电原理图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明专利实施例做进一步详述需要强调的是，本发明的实施例是说明性的，而不是限定性的，不能以本实施例作为对本发明专利的限定。本发明的设计原理是本发明的设计是采集和驱动电路同时进行工作和切换，在系统对单个孔道光信号进行采集的时候同时驱动此路LED进行发光，当信号采集到下一个孔道时，此孔道的LED停止工作。总体来说就是同一时刻下多孔道中只有一孔道LED是工作状态，其它孔道均为待机状态，无功耗。孔道越多节能效果越明显，功耗为原来的1/N。本发明的具体实施如下一种多光源多孔道生化检测发光控制电路，包括VDD电源及并联在电源之间的各孔道发光二级管LEDi，i为1-8的整数，本发明的创新点是还进一步包括有控制微处理器、电压电流转换电路、驱动器件和通路选择电路，控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端连接，电压电流转换电路输出端与驱动器件的信号触发端连接，驱动器件的输出端一端与通路选择电路的总端口连接，另一端通过限流电阻R3与VDD电源负极连接，同时，控制微处理器的控制输出端与通路选择电路的控制输入端口连接，通路选择电路的信号输入端口与各孔道发光二级管LEDi的负极连接。在本发明的具体实施中，在控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端之间连接有滤波电路，滤波电路为一个RC滤波电路，此电路用来滤去DAC输出的干扰电压。在本发明的具体实施中，控制微处理器采用型号为ADUC848的微处理器，内部集成数字模拟转换器DAC,可输出小信号可变电压,数字模拟转换器DAC的输出与电压电流转换电路连接，或通过滤波电路与电压电流转换电路连接，如图2所示，晶体振荡器Yl的两端连接在控制微处理器的XTALl与XTAL2上，并通过电容C6、C7连接到电源负极；RESET通过电容C8与电源正极相连接，并通过电阻R4连接到电源负极；DVDD通过电容C9连接到DGND上；DVDD与电源正极相连接，DVDD与电源负极相连接；PSEN通过电阻R5连接到电源负极；EA通过电阻R6连接到电源正极。在本发明的具体实施中，电压电流转换电路是采用型号为0P07的集成运算放大器搭成的转换电路，电位器RPotl连接在集成运算放大器的调整端口，模拟电位器RPot I的调节端连接在电源+6V与电容C3之间的节点上，集成运算放大器的负向输入端连接在驱动器件与限流电阻R3之间的节点上，集成运算放大器的正向输入端与滤波电路连接，接收控制微处理器发出的电压信号，集成运算放大器的输出端经过电阻R2输出。此电路的作用是将DAC输入的电压信号转换为电流信号。 在本发明的具体实施中，驱动器件采用型号为IRLL014的场效应管，场效应管的栅极与电阻R2连接，源极连接通路选择电路的总端口，漏极连接电阻R3与集成运算放大器的负向输入端。此器件的作用是通过栅极电流大小的控制来驱动和控制源极与漏极之间电流的大小，从而控制发光二极管LED发光亮度。在本发明的具体实施中，通道选择电路采用的是型号为74HC4051的多通道模拟开关，它的总端口连接驱动器件的源极，8个独立信号输入端口分别连接8只发光二极管LED1-LED8的负极，模拟开关的控制输入端口 EN、A、B、C分别连接在控制微处理器的控制输出端PO. O、PO. I、PO. 2、PO. 3端口上。此电路的作用是通过微处理器对模拟开关通道的切换控制实现选择性驱动单一发光二极管LEDi。本发明的工作原理和步骤是⑴给整个电路加电；⑵控制微处理器调整通道选择回路将发光二极管LEDl与驱动器件的源极接通；⑶控制微处理器输出DAC电压值；⑷电压信号经过电压电流转换电路转换为电流信号，驱动驱动器件；(5)驱动器件将接通的LEDl驱动点亮；(6)点亮过程持续125ms时间(发光二极管可在此时间到达发光稳定状态)此时对发光二极管进行光信号采集；(7)采样后控制微处理器输出DAC值为OV电压值；(8)控制微处理器调整通道选择电路切换到下一回路发光二极管LED2与驱动器件的源极接通；(9)控制微处理器再次输出DAC进行驱动。以此类推，只要掌握好采集间隔和采集时间，发光二极管和硅光电池就可以以1/N的利用率来进行使用，而且并不影响样本采集的效率。
权利要求
1.一种多光源多孔道生化检测发光控制电路，包括电源及并联在电源之间的各孔道发光二级管LEDi，i为任意整数，其特征在于还进一步包括有控制微处理器、电压电流转换电路、驱动器件和通路选择电路，控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端连接，电压电流转换电路输出端与驱动器件的信号触发端连接，驱动器件的输出端一端与通路选择电路的总端口连接，另一端通过限流电阻R3与电源负极连接，同时，控制微处理器的控制输出端与通路选择电路的控制输入端口连接，通路选择电路的信号输入端口与各孔道发光二级管LEDi的负极连接。
2.根据权利要求I所述的多光源多孔道生化检测发光控制电路，其特征在于在控制微处理器的电压信号输出端与电压电流转换电路输入端之间连接有滤波电路。
3.根据权利要求I或2所述的多光源多孔道生化检测发光控制电路，其特征在于所述控制微处理器采用型号为ADUC848的微处理器，控制微处理器内部集成有数字模拟转换器DAC，数字模拟转换器DAC的输出与电压电流转换电路连接，或通过滤波电路与电压电流转换电路连接。
4.根据权利要求I所述的多光源多孔道生化检测发光控制电路，其特征在于所述电压电流转换电路是采用型号为0P07的集成运算放大器搭成的转换电路。
5.根据权利要求I所述的多光源多孔道生化检测发光控制电路，其特征在于所述驱动器件采用型号为IRLL014的场效应管。
6.根据权利要求I所述的多光源多孔道生化检测发光控制电路，其特征在于所述通道选择电路采用的是型号为74HC4051的多通道模拟开关，它的总端口连接驱动器件的源极，8个独立信号输入端口分别连接8只发光二极管LED1-LED8的负极，模拟开关的控制输入端口分别连接在控制微处理器的控制输出端。
全文摘要
本发明涉及一种多光源多孔道生化检测发光控制电路，包括电源及各孔道发光二级管LEDi，还进一步包括有控制微处理器、电压电流转换电路、驱动器件和通路选择电路，控制微处理器的输出与电压电流转换电路连接，电压电流转换电路输出端与驱动器件的触发端连接，驱动器件的输出一端与通路选择电路的总端口连接，另一端通过限流电阻R3与电源负极连接，同时，控制微处理器的控制输出端与通路选择电路的控制输入端口连接，通路选择电路的信号输入端口与各孔道发光二级管LEDi的负极连接。本发明电路即可控制LED的工作状态又控制LED驱动电流的大小，通过控制微处理器智能驱动LED，实现了各孔道光源的顺序工作，降低功耗，延长LED的使用寿命。
文档编号G01N21/00GK102967552SQ20121045279
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者王兴, 辛鹤林, 黄炎彬, 郭磊 申请人:天津市一瑞生物工程有限公司