岛津等离子体光谱仪数据处理系统的升级改造

　　1　引　言

　　日本岛津公司20世纪80年代生产的等离子体光谱仪,型号有ICPQ-100,ICPQ-1000和扫描光谱仪ICPS-1000Ⅱ型,在国内约有40多台。这些仪器的源、光学及测光系统,使用十几年后,一般还没有出现较大故障。但微机系统硬件及软件已非常落后,故障不断出现。因这些型号的仪器和计算机已停止生产,且这些配件都为专用,所以维修配件很难买到,给工作带来诸多不便,以至有些仪器只好停止使用,造成巨大的浪费。

　　ICPQ-100和ICPQ-1000等离子体光谱仪为多道光量计均配备有含量计算机QC-3(即日本东芝公司的TLCS-12A机,CPU芯片为东芝公司12位微处理器T3190)。QC-3在仪器中为主计算机,主要完成数据的采集与编组。ICPQ-100没有辅计算机,配备有一台电传打字机。QC-3的系统软件用电传打字机通过纸带输入,采集的光谱原始数据也通过电传打字机输出。ICPQ-1000设有辅计算机,为意大利Olivett公司产的微机M-20。该微机CPU为Z8001、单显、无硬盘、双5寸低密软驱。所带应用软件都是脱机程序,原始数据需通过人工从键盘输入才能工作。作者对ICPQ-100等离子体光谱仪进行了微机加装,对ICPQ-1000等离子体光谱仪进行了微机更换。ICPS-1000Ⅱ机为单道扫描型,配备计算机为日本三菱公司产的MULT116微机,CPU为Intel 8086-2、内存为832K、显存384K、无硬盘、双5英寸高密软驱、14英寸8色彩显、扩展槽中插有一块IEEE-488并行接口卡,并配有一台专用针式打印机。在仪器的内部还有一台单板计算机(称作读出控制单元),CPU为Intel8086、内存为128K,主要完成数据的采集和扫描步进电机的控制。两台计算机之间通过IEEE-488并行接口(即GP-IB接口),进行数据的通讯。作者对岛津ICPS-1000Ⅱ型等离子体光谱仪数据处理系统进行了改造,并将原有软件移植成功,加入了一些新功能和删除了一些不必要的操作。

　　2　硬件部分的设计

　　2·1　计算机的选择及配置要求

　　原则上计算机从Intel 386到PentiumⅢ500均可,硬盘、内存不限,越大越好。但主板上必须至少有1个以上ISA扩展糟以利接插IEEE-488并行接口卡。打印机使用EPSON LQ-1600K系列针式宽行打印机。

　　2·2　接口的联接与制作

　　对于ICPQ-1000的CQ-3含量计算机与M-20微机之间的联接采用了RS-232C串行通信,通信的约定为:7位数据位,1位停止位,有奇偶校验,波特率为300[1]。所以在联接PC微机时就比较容易,可将插口与PC微机COM2口(即第二串行通信口,第一串行通信口一般接有鼠标器)直接联接。

　　对于ICPQ-100型等离子体光谱仪,QC-3含量计算机与电传打字机之间虽然也是串行通信,通信的约定为:8位数据位,1位停止位,无奇偶校验,波特率为4800。但电平不符合RS-232C标准,采用的是TTL电平,不能与微机直接联接,需安装电平转换接口[2],将TTL电平转换成RS-232C电平标准才可与PC机进行联接。接口电路实际有两部分组成,一部分把微机的RS-232C电平-12V~+12V转换成QC-3可识别的TTL电平0~+2·5V,这部分使用了集成电路1489,该集成电路专门用于电平转换,并将波形反相。供电由250Ω和910Ω电阻对+12V分压供给,电压约+ 2·5V左右,所以在这里TTL电平最大为+2·5V。另一部分把QC-3的TTL电平转换成微机可识别的RS-232C电平。这部分使用了一个晶体管,实际上是一个能过零点的反相放大器[3]。所有的通信约定均可在微机一侧由软件设定完成。