光谱仪扫描控制和数据信息系统BD一POWX的研制

　　1引言

　　本系统是针对美国sPEx一1403激光喇曼光谱仪研制并直接应用于该谱仪的系统。SPEX一1403谱仪原配有DM出专用微机扫描控制和数据信息系统。但是此系统用了近十年后，各种部件不断损坏，严重影响谱仪的正常使用。由

　　于DMIB是在早期八位微处理器6800基础上设计的专用微机系统，存在不少缺点，如数据文件不通用、数据处理功能太简单等;更为严重的是，硬件损坏无法更换，而DMIB的替代升级系统又很昂贵，需三万多美元。在这种情况下，我们采用通用微机286研制了替代原有DMIB的光谱仪扫描控制和数据信息系统，对SPEX一1403激光喇曼光谱仪实现了扫描控制和数据采集、处理、显示、打印等功能，并命名为Bl)PowX。实践证明，BD一POWX不仅作为升级换代产品可完全替代DMIB，而且在功能上和用户界面上也比原系统大大增强。另外，在软件上稍加改动还可用于任何其它喇曼或常规光谱仪器。

　　2设计思想

　　2. 1总体设计

　　采用功能适用和价格低廉的IBMPC AT(286.380或各类兼容机)，并充分利用原有谱仪中不易出故障部件，如步进电机驱动器(MSD )，前置甄别放大器(DM 102 Module)和数字绘图仪(DMP-40)等，以进一步降低系统造价。在此基础上整个系统的原理框图如图1所示。

　　2. 2硬件环境

　　(1)为了将谱仪上光电倍增管接收到的光谱讯号转变成数字数据存储在微机里，我们自己用集成电路研制了一块光子计数卡，主要功能是完成光子计数和数据采集的功能，此外，还为前置甄别放大器提供电源。同时，它也是微机和谱仪的接口之一。

　　(2)谱仪核心部件一光栅的运转扫描由谱仪的步进电机驱动。计算机内设定谱仪光栅运转参数如扫描的起始步、每步的滞留时间和谱仪运转上下限检测等，经过计算机通用并行口(LPT1或LPT2 )输出至谱仪，可以不用专用的并口卡。这是微机和谱仪的另一个接口。

　　2. 3软件配制及设计

　　本软件主要是用C语言写的(实际上是C++)，并引入了图形用户界面(GUI,Graphics User Interface)的思想，一改原有M 1 B系统单调的键盘控制、枯燥的文本提示及繁琐的信息输入，采用菜单驱动、图形窗口和对话框输入输出。最后，根据运转中发现的问题和新的要求，我们又对程度进行了进一步的扩充和完备，引入了面向对象的编程技术(OOP.Object Oriented Programming)，使软件的模块化进一步提高，既增加了模块的内聚力，又增加了模块的可扩充性，使软件达到了较高的水平。

　　本系统的软件主要由C -}+语言部分(Borland C++3. 1)和汇编语言部分两部分组成，其层次结构和模块框图如图2、图3所示。它体现了软件的分层结构一由C++部分实现系统控制和数据处理等高层功能，而汇编语言部分实现对谱仪的接口控制等低层功能，这样就为软件的可移植性和通用性打下了基础.一旦需要将谱仪控制移植到新的硬件环境一「，在最上层的C+十语言模块无须作任何改动，只须修改汇编语言中的接口控制子程序及硬件接口卡就可以了。因此，系统的可移植性得到了充分的保证。同样，如果对C十+部分进行功能扩充，也与硬件配置毫无关系，也使得系统更容易扩充和维护.