CN216451296U - 一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪，包括CAN总线、SPI总线，通过模块化的步进电机驱动设计、模块化的温度控制设计、模块化的输入输出接口，提高了步进电机的抗干扰性，提高了温度的采样精度，使得设备能够更稳定的运行，模块化的设计也利于设备的保养维护。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪。
背景技术
目前主流方案的医疗设备硬件技术中主控有STC、TI、STM32等，人机交互有PC、串口屏等，主控电路板完成了众多硬件功能，功能集中化程度比较高，相关传感器，如微动开关、光电开关和按钮等，直接接入主控电路板，主控电路板完成状态的判断；X、Y、Z三轴以及其他步进电机，步进电机的运动控制信号由主控电路板完成，步进电机的运动控制电路在主控板内；隔膜泵、电磁阀等，也是直接从主控电路板输出；热敏电阻和加热片单独接入主控板，完成温度的控制；整个设备的降温采用自然风冷技术；
上述方案集中程度高，外设的控制和检测都在主控电路板上实现，但是这种方案中各模块抗干扰性不足，易受到外界信号干扰。
实用新型内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪，提高电路抗干扰性。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的一技术方案为：
一种多模块化的自动设备控制电路，包括MCU板、驱动板、CAN总线、CAN驱动模块和步进电机模块；
还包括SPI总线和温控模块；
所述MCU板外接24V电源；
所述CAN驱动模块的数量与步进电机模块的数量相等；
所述MCU板与驱动板电连接，所述驱动板与CAN总线电连接，所述CAN总线与CAN驱动模块电连接且每个CAN驱动模块互相并联连接，所述的每个CAN驱动模块各自连接对应的步进电机模块；
所述MCU板与SPI总线电连接；
所述SPI总线与温控模块电连接且每个温控模块互相并联连接。
进一步的，所述驱动板包括CAN总线收发器；
所述CAN总线包括CANH线和CANL线；
所述MCU板的PB9-CANTX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANTXD端口电连接，所述MCU板的PB8-CANRX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANRXD端口电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接。
进一步的，所述CAN驱动模块包括CAN总线收发器和步进电机控制芯片；
所述步进电机模块包括步进电机驱动芯片；
还包括光耦器件；
所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器和步进电机控制芯片数据传输连接，所述步进电机控制芯片的EN-PA12端口与光耦器件的第二端口电连接，所述步进电机控制芯片的DIR-PD5端口与光耦器件的第四端口电连接，所述步进电机控制芯片的STEP-PD6端口与光耦器件的第六端口电连接，所述光耦器件的EN端与步进电机驱动芯片的EN端电连接，所述光耦器件的DIR端与步进电机驱动芯片的DIR端电连接，所述光耦器件的STEP端与步进驱动电机芯片的STEP端电连接。
进一步的，所述SPI总线包括串行时钟线SCK_PB13、主机输入/从机输出数据线MISO_PB14、主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS；
所述MCU板的PB15端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述MCU板的PB13端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述MCU板的PB12端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述MCU板的PB14端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
进一步的，所述温控模块包括芯片；
所述芯片的SDI端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述芯片的SCLK端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述芯片的CS端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述芯片的SDO端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
进一步的，还包括人机交互界面和切换阀；
所述人机交互界面和切换阀分别与MCU板电连接。
进一步的，还包括循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关；
所述循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关分别与MCU板电连接。
进一步的，还包括废液磊和循环水磊；
所述废液磊和循环水磊分别与MCU板电连接。
进一步的，还包括PTH区风扇和平台风扇；
所述PTH区风扇和平台风扇分别与MCU板电连接。
本实用新型采用的另一技术方案为：
一种核酸分子杂交仪，包括上述的多模块化的自动设备控制电路。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪，包括CAN总线和SPI总线，通过模块化的步进电机驱动设计、模块化的温度控制设计、模块化的输入输出接口，提高了步进电机的抗干扰性，提高了温度的采样精度，使得设备能够更稳定的运行，模块化的设计也利于设备的保养维护。
附图说明
图1所示为一种多模块化的自动设备控制电路的MCU板芯片的电路连接示意图；
图2所示为一种多模块化的自动设备控制电路的CAN总线收发器的电路连接示意图；
图3所示为一种多模块化的自动设备控制电路的CAN驱动模块的电路连接示意图；
图4所示为一种多模块化的自动设备控制电路的步进电机模块的电路连接示意；
图5所示为一种多模块化的自动设备控制电路的温控模块的电路连接示意图；
图6所示为一种多模块化的自动设备控制电路的循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关的电路连接示意图；
图7所示为一种多模块化的自动设备控制电路的人机交互界面的电路连接示意图；
图8所示为一种多模块化的自动设备控制电路的切换阀的电路连接示意图；
图9所示为一种多模块化的自动设备控制电路的用于与废液磊与循环水磊连接的光耦器件电路连接示意图；
图10所示为一种多模块化的自动设备控制电路的废液磊和循环水磊的电路连接示意图；
图11所示为一种多模块化的自动设备控制电路的用于与PTH区风扇和平台风扇连接的光耦器件电路连接示意图；
图12所示为一种多模块化的自动设备控制电路的PTH区风扇和平台风扇的电路连接示意图；
图13所示为一种多模块化的自动设备控制电路的电平转换电路1的电路连接示意图；
图14所示为一种多模块化的自动设备控制电路的电平转换电路2的电路连接示意图；
图15所示为一种多模块化的自动设备控制电路的电平转换电路3的电路连接示意图；
图16所示为一种多模块化的自动设备控制电路的外接设备具体连接结构框图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
请参照图1至图16所示，本实用新型的一种多模块化的自动设备控制电路，包括MCU板、驱动板、CAN总线、CAN驱动模块和步进电机模块；
还包括SPI总线和温控模块；
所述MCU板外接24V电源；
所述CAN驱动模块的数量与步进电机模块的数量相等；
所述MCU板与驱动板电连接，所述驱动板与CAN总线电连接，所述CAN总线与CAN驱动模块电连接且每个CAN驱动模块互相并联连接，所述的每个CAN驱动模块各自连接对应的步进电机模块；
所述MCU板与SPI总线电连接；
所述SPI总线与温控模块电连接且每个温控模块互相并联连接。从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪，包括CAN总线、SPI总线，通过模块化的步进电机驱动设计、模块化的温度控制设计、模块化的输入输出接口，提高了步进电机的抗干扰性，提高了温度的采样精度，使得设备能够更稳定的运行，模块化的设计也利于设备的保养维护。
进一步的，所述驱动板包括CAN总线收发器；
所述CAN总线包括CANH线和CANL线；
所述MCU板的PB9-CANTX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANTXD端口电连接，所述MCU板的PB8-CANRX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANRXD端口电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接。
从上述描述可知，MCU板通过与CAN总线收发器电连接进行数据的交互，再通过CAN总线下发数据指令给CAN总线连接的部件。
进一步的，所述CAN驱动模块包括CAN总线收发器和步进电机控制芯片；
所述步进电机模块包括步进电机驱动芯片；
还包括光耦器件；
所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器和步进电机控制芯片数据传输连接，所述步进电机控制芯片的EN-PA12端口与光耦器件的第二端口电连接，所述步进电机控制芯片的DIR-PD5端口与光耦器件的第四端口电连接，所述步进电机控制芯片的STEP-PD6端口与光耦器件的第六端口电连接，所述光耦器件的EN端与步进电机驱动芯片的EN端电连接，所述光耦器件的DIR端与步进电机驱动芯片的DIR端电连接，所述光耦器件的STEP端与步进驱动电机芯片的STEP端电连接。
从上描述可知，CAN驱动模块中，CAN总线收发器通过接收CAN总线的数据指令，然后通过与步进电机控制芯片进行数据交互，再通过光耦器件进行信号类型的转换后，传递给步进电机模块中的步进电机驱动芯片对应的命令指令，驱使其工作。
进一步的，所述SPI总线包括串行时钟线SCK_PB13、主机输入/从机输出数据线MISO_PB14、主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS；
所述MCU板的PB15端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述MCU板的PB13端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述MCU板的PB12端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述MCU板的PB14端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
进一步的，所述温控模块包括芯片；
所述芯片的SDI端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述芯片的SCLK端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述芯片的CS端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述芯片的SDO端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
从上描述可知，温控模块通过SPI总线与MCU板进行数据的交互。
进一步的，还包括人机交互界面和切换阀；
所述人机交互界面和切换阀分别与MCU板电连接。
从上描述可知，人机交互界面与切换阀作为外接设备通过数据交互控制MCU板指令的发送。
进一步的，还包括循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关；
所述循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关分别与MCU板电连接。
从上描述可知，循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关通过对自身的状态的判断，对MCU板下发对应的数据指令。
进一步的，还包括废液磊和循环水磊；
所述废液磊和循环水磊分别与MCU板电连接。
从上述描述可知，废液磊和循环水磊通过接收MCU板下发的指令，进行相对应的工作。
进一步的，还包括PTH区风扇和平台风扇；
所述PTH区风扇和平台风扇分别与MCU板电连接。
从上述描述可知，PTH区风扇和平台风扇通过接收MCU板下发的指令，进行相对应的工作。
本实用新型采用的另一技术方案为：
一种核酸分子杂交仪，包括上述的多模块化的自动设备控制电路。
请参照图1至图16所示，本实用新型的实施例一为：
本实用新型提供一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪，包括MCU板、驱动板、CAN总线、CAN驱动模块和步进电机模块；
在本实施例中，步进电机和温控模块各选用一个；
在本实施例中，MCU板的电路连接结构如图1所示，所述MCU板的芯片型号为STM32F103VET6；
CAN总线收发器的电路连接结构如图2所示，所述CAN总线收发器的芯片型号为TJA1050T；
如图1至图2所示，所述MCU板的PB9-CANTX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANTXD端口电连接，所述MCU板的PB8-CANRX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANRXD端口电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接；
所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接，MCU板通过PB9-CANTX端口接收CANTXD端发送的来自CAN总线收发器信号，MCU板通过PB8-CANRX向CANRXD发送信号给CAN总线收发器，形成了MCU板与CAN总线收发器间的信号交互，CAN总线收发器再通过CAN1L端和CAN1H端连接CAN总线，向CAN总线发送信号；
在本实施例中，CAN驱动模块的电路连接方式如图3所示，所述CAN驱动模块包括CAN总线收发器和步进电机控制芯片且二者通过串口电连接形成一整体，即为CAN驱动模块；
还包括光耦器件，所述光耦器件的型号为TLP521-4；
在本实施例中，步进电机模块的电路连接方式如图4所示，所述步进电机驱动芯片的型号为THB6128；
在本实施例中，如图3至图4所示，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器和步进电机控制芯片数据传输连接，所述步进电机控制芯片的EN-PA12端与光耦器件的第二端口电连接，所述步进电机控制芯片的DIR-PD5端与光耦器件的第四端口电连接，所述步进电机控制芯片的STEP-PD6端与光耦器件的第六端口电连接，所述光耦器件的EN端与步进电机驱动芯片的EN端电连接，所述光耦器件的DIR端与步进电机驱动芯片的DIR端电连接，所述光耦器件的STEP端与步进驱动电机芯片的STEP端电连接；
CAN总线收发器与步进电机控制芯片通过串口电连接，CAN总线收发器通过发送端将信号发给步进电机控制芯片，CAN总线接收器通过接收端接收步进电机控制芯片的信号，形成数据交互，CAN总线收发器通过CAN1H端和CAN1L端接收到来自CAN总线的信号后将信号发送给步进电机控制芯片，步进电机控制芯片再将信号通过EN-PA12端、DIR-PD5端和STEP-PD6端发送给光耦器件的对应三个上述端口，随后光耦器件将信号转化成步进电机驱动芯片可以接收的形式后，再通过EN、DIR、STEP三对上述端口的连接传输信号，最后通过步进电机驱动芯片驱使步进电机工作；
在本实施例中，温控模块的电路连接方式如图5所示，所述温控模块的芯片型号为MAX31865；
在本实施例中，如图1和图5所示，所述SPI总线包括串行时钟线SCK_PB13、主机输入/从机输出数据线MISO_PB14、主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS；
所述MCU板的PB15端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述MCU板的PB13端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述MCU板的PB12端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述MCU板的PB14端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接；
所述芯片的SDI端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述芯片的SCLK端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述芯片的CS端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述芯片的SDO端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接；
MCU板与温控模块通过MOSI_PB15和MISO_PB14进行数据的交互，SCK_PB13负责传递时钟信号，TEMP1_CS作为从机选择线，判断是否启动该温控模块与MCU板进行配合工作；
在本实施例中，如图13所示，电平转换芯片的型号为74LVC4245a；
在本实施例中，循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关的电路连接方式如图6配合图1和图13所示，对相应的引脚进行电连接；
循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关通过对自身开关状态的判断，对相应的引脚发送对应的数据指令，经过电平转换，最终传递给MCU芯片；
在本实施例中，人机交互界面和切换阀的电路连接方式如图7和图8配合图1所示，对相应的引脚进行电连接；
人机交互界面与切换阀作为外接设备，直接通过相应引脚进行数据交互，控制MCU板指令的下发；
在本实施例中，废液磊和循环水磊的电路连接方式如图10配合图1、图9和图14所示，对相应的引脚进行电连接；
MCU板下发指令后，经过电平转换，废液磊和循环水磊通过相应的引脚接收电平转换后的信号，进行相对应的工作；
在本实施例中，PTH区风扇和平台风扇的电路连接方式如图12配合图1、图11和图15所示，对相应的引脚进行电连接；
MCU板下发指令后，经过电平转换，PTH区风扇和平台风扇通过相应的引脚接收电平转换后的信号，进行相对应的工作。
本实用新型提供的一种多模块化的自动设备控制电路的工作原理为：
当驱使步进电机工作时，MCU芯片接收到外部指令时，对CAN总线收发器发出信号，CAN总线收发器将收到的信号通过CAN总线传给对应的CAN驱动模块，CAN驱动模块内的CAN总线收发器通过CAN总线收到信号后再将信号传递给步进电机控制芯片，步进电机控制芯片通过光耦器件将信号转化后输送给步进电机驱动芯片，步进电机驱动芯片收到信号后发出指令驱使步进电机进行工作；
当驱使温控模块工作时，MCU芯片直接通过SPI总线与温控模块的芯片进行数据的交互，通过MISO线发送数据给温控模块芯片，MOSI接收从机反馈的数据，SCLK传输时钟信号，CS传输使能信号，四者合一，驱使温控模块进行工作。
本实用新型实施例二为：
将上述实施例一中的多模块化的自动设备控制电路应用于核酸分子杂交仪上。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，包括MCU板、驱动板、CAN总线、CAN驱动模块和步进电机模块；
还包括SPI总线和温控模块；
所述MCU板外接24V电源；
所述CAN驱动模块的数量与步进电机模块的数量相等；
所述MCU板与驱动板电连接，所述驱动板与CAN总线电连接，所述CAN总线与CAN驱动模块电连接且每个CAN驱动件模块互相并联连接，所述的每个CAN驱动模块各自连接对应的步进电机模块；
所述MCU板与SPI总线电连接；
所述SPI总线与温控模块电连接且每个温控模块互相并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，所述驱动板包括CAN总线收发器；
所述CAN总线包括CANH线和CANL线；
所述MCU板的PB9-CANTX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANTXD端口电连接，所述MCU板的PB8-CANRX端口与驱动板的CAN总线收发器的CANRXD端口电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述驱动板的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接。
3.根据权利要求2所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，所述CAN驱动模块包括CAN总线收发器和步进电机控制芯片；
所述步进电机模块包括步进电机驱动芯片；
还包括光耦器件；
所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1H端与CANH线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器的CAN1L端与CANL线电连接，所述CAN驱动模块的CAN总线收发器和步进电机控制芯片数据传输连接，所述步进电机控制芯片的EN-PA12端口与光耦器件的第二端口电连接，所述步进电机控制芯片的DIR-PD5端口与光耦器件的第四端口电连接，所述步进电机控制芯片的STEP-PD6端口与光耦器件的第六端口电连接，所述光耦器件的EN端与步进电机驱动芯片的EN端电连接，所述光耦器件的DIR端与步进电机驱动芯片的DIR端电连接，所述光耦器件的STEP端与步进驱动电机芯片的STEP端电连接。
4.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，所述SPI总线包括串行时钟线SCK_PB13、主机输入/从机输出数据线MISO_PB14、主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS；
所述MCU板的PB15端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述MCU板的PB13端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述MCU板的PB12端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述MCU板的PB14端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
5.根据权利要求4所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，所述温控模块包括芯片；
所述芯片的SDI端与主机输出/从机输入数据线MOSI_PB15电连接，所述芯片的SCLK端和串行时钟线SCK_PB13电连接，所述芯片的CS端和低电平有效的从机选择线TEMP1_CS电连接，所述芯片的SDO端和主机输入/从机输出数据线MISO_PB14电连接。
6.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，还包括人机交互界面和切换阀；
所述人机交互界面和切换阀分别与MCU板电连接。
7.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，还包括循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关；
所述循环水瓶微动开关、仓门微动开关和试剂瓶液位开关分别与MCU板电连接。
8.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，还包括废液磊和循环水磊；
所述废液磊和循环水磊分别与MCU板电连接。
9.根据权利要求1所述的一种多模块化的自动设备控制电路，其特征在于，还包括PTH区风扇和平台风扇；
所述PTH区风扇和平台风扇分别与MCU板电连接。
10.一种核酸分子杂交仪，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的多模块化的自动设备控制电路。
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| CN202123114430.0U CN216451296U (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪 |
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| CN202123114430.0U Active CN216451296U (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种多模块化的自动设备控制电路及核酸分子杂交仪 |
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| CN (1) | CN216451296U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116162745A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-05-26 | 广东凯普科技智造有限公司 | 一种核酸分子杂交仪程序组件的控制方法及系统 |
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2021
- 2021-12-10 CN CN202123114430.0U patent/CN216451296U/zh active Active
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|---|---|---|---|---|
| CN116162745A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-05-26 | 广东凯普科技智造有限公司 | 一种核酸分子杂交仪程序组件的控制方法及系统 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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