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用89C52单片机制作压电穿刺细胞壁控制器

作者:沉默的offer时间:2018-08-03

  用89C52制作压电穿刺细胞壁控制器的电路如附图所示。该电路主要是由89C52、两只LED数码管、OPTO1、S2~S4等组成的脉冲电压频率显示与信号控制电路,以及OPTO2、Q1、Q2等元件组成的脉冲电压输出控制电路两部分构成。二只数码管采用静态显示方式,由单片机的P0口控制左边的数码管显示十位数、P1口控制右边的数码管显示个位数。P3.0、P3.1和P3.2口分别接S4、S3和S2,R8、R9和R10是上拉电阻。S4和S3作为脉冲电压频率大小选择开关,按下S4频率步进式增大,按下S3频率步退式减小。S2作为脉冲电压输出控制的激发信号开关,按下S2由P2.7口输出脉冲电压控制激发信号。为了方便控制输出脉冲电压,可将S2做成一个脚踏式激发开关,但这样连接导线较长,会产生干扰,因此把S2经过OPTO1作光电耦合,增强抗干扰能力。OPTO2作脉冲电压控制激发信号驱动Q1,Q1再驱动Q2,使Q2成为输出脉冲电压的无触点开关。同样,OPTO2也具有抗干扰和隔离高电位的作用。LED1作为有无输出脉冲电压的指示。

  二、工作原理
  
  接通电源瞬间,89C52上电复位,并很快转入执行初始化程序。程序运行后,首先将P2口和P3口置成高电位,P0.0~P0.6口和P1.0~P1.6口置成低电位,使P3口进入测试准备等待状态、P2口处于无输出状态、P0口和P1口对应的两只数码管显示00。初始化后,程序循环检测P3.O~P3.2口的电位,即判断功能键S2~S4是否按下。如果某个口出现低电位,并且除去干扰后低电位为真,就说明与那个口接的按键是闭合的,程序就很快转到与该按键对应的功能处执行相应的控制状态。例如,S4闭合1次,显示的脉冲电压频率就步进式增大1次;S3闭合1次,显示的脉冲电压频率就步退式减小1次;S2闭合1次,就使P2.7口输出控制信号,该控制信号经OPT、O2耦合控制Q1和Q2工作状态,当Q1截止时Q2导通,输出脉冲电压,当Q1导通时Q2截止,关闭输出脉冲电压。如果功能按键开关S2~S4没有一个闭合,那么程序就会进入到反复循环检测状态。输出的脉冲电压传到压电晶片,则压电晶片随着脉冲电压的强弱带动针尖产生不同微小的进退位移,使针尖刺穿细胞壁。

  三、制作

该电路设计不复杂、元件也不多,用一块万能电路板很快就能焊接完成。P0和P1口分别对应两只数码管,这使得程序相对简单。对于OPTO2、Q1和Q2等元件组成的脉冲电压输出控制电路,读者可以在此基础上将其设计得更好。电路焊接完成以后,将源汇编程序转换成HEX文件拷入89C52,即可把89C52插入电路板进行实验。


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