薄层色谱仪数据系统升级改造的研究

　　1 引 言

　　王大珩院士曾经指出 ,仪器是认识世界的工具，机器是改造世界的工具。改造世界是以认识世界为前提的。科学仪器的升级改造是在我国科研经费比较紧张的情况下,为了能发挥旧有科学仪器的潜力,提出的一项措施。从分析仪器的发展变化来看，与老仪器相比,同类的新型仪器的主机及工作原理变化不大,而变化的只是其微机部分。而我国大部分的旧仪器恰恰是主机部分性能良好,只是微机部分比较落后。因此可以保留老仪器的主机部分,只改造升级其微机部分即可。

　　自 1996 年以来，科学技术部条件财务司组织有关部门对部分落后的科学仪器进行了升级改造，升级改造的仪器包括 X 射线衍射仪、X 射线荧光光谱仪、X射线应力分析仪、X 射线能谱仪、质谱仪、ICP光谱仪、直读光谱仪、原子光谱仪、荧光光谱仪、红外光谱仪、电子能谱仪、ESR 谱仪、分光光度计、扫描电镜、核磁共振谱仪、气相色谱仪、液相色谱仪、凝胶色谱仪、热分析仪、电子探针、等多种大、中型仪器[1]。

　　我们在有关部门的资助下，首次对薄层色谱仪数据系统进行了硬件和软件方面的升级改造，硬件方面，设计了以数字信号处理器(DSP)芯片为主体的数据接口。软件方面以 VB6 为基础，开发了数据处理和数据采集界面。改善了原有仪器烦琐的操作，开发了人机对话的用户友好界面;扩充了数据和方法的存储空间;改善了报告打印系统;改善了仪器显示系统;数据处理软件方面增加了色谱峰的减切、负峰更正、谱图比较等现代色谱工作站的功能，使仪器在硬件和软件很多方面的功能有了一定程度的提高。

　　2 系统设计

　　2.1 硬件设计

　　2.1.1 硬件系统总体设计

　　CS-9000 型双波长飞点扫描薄层色谱仪是日本岛津公司八十年代的产品,我们对仪器的内部结构和各个部分电路进行了仔细深入的研究,通过比较各种获得数据方法的利弊, 最后选择从仪器内部直接引出两条数据线,通过自行设计的接口进行数据采集,然后传输给计算机进行数据处理。系统总体设计框图如图 1 所示：

　　图中 1 —4 路信号是来自分析测试仪器的信号，可以是气相色谱仪、液相色谱仪、薄层色谱仪等的信号，本文着重研究此接口与薄层色谱仪的联用。具体就是岛津 CS 9000 薄层色谱仪。采集到的信号经调节电路进行滤波，幅度变换之后，接入并行 A/D 芯片 THS10024。经 A/D 变换后的数字信号接入DSP 芯片 TMS320VC5402，在 C5402 中进行预处理后经多通道缓冲串口(McBSP)与 PC 机串口(RS-232)相连送入 PC 机，然后通过自行编写的软件把接收到的数据文件进一步处理。把应用程序在 CCS环境下在线写入外部Flash中，通过 C5402外部并行16位 Bootloader 方式把程序从 FLASH 中下载到 C5402 内部 R A M 中，然后运行程序，实现设计的系统功能。