一種基于CPLD的壓電生物傳感器檢測電路的設計

作為系統內核的CPLD,采用VerilogHDL硬件設計語(yǔ)言、MAX+plusII10.1編譯系統編寫(xiě)基于Altera公司CPLD(MAX7128)器件的內核程序,設計實(shí)現了秒時(shí)鐘定時(shí)、10MHz頻率測量、RS-232通信時(shí)序發(fā)生器、RS-232協(xié)議數據通信、頻率數據判斷簡(jiǎn)單分析以及數碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示控制等綜合功能,其原理如圖2所示.

圖2 CPLD內核原理圖

3 系統仿真及實(shí)測結果

　　系統仿真結果:為了便于觀(guān)察,將秒時(shí)鐘計數判斷設置為66C0,得到內核模塊的仿真圖,如圖3所示.仿真圖給出了頻率采集細節,數碼管顯示控制以及串行通信控制.

圖3 CPLD內核仿真圖

　　仿真結果吻合了設計思路,把內核程序下載到CPLD(MAX7128)器件中,實(shí)際測試過(guò)程中,數碼管可以正確顯示當前傳感器的響應信號,使用自己開(kāi)發(fā)的采集程序通過(guò)計算機串行通信采集數據數據曲線(xiàn)如圖4所示.所采集的數據與仿真情況一致,更進(jìn)一步驗證了設計思路的成功.

圖4 采集程序實(shí)測頻率數據曲線(xiàn)

4 結語(yǔ)

　　壓電生物傳感器檢測電路可擴展為單通道微型壓電生物分析儀器,它可以基于核酸雜交的特異性,在醫學(xué)臨床研究領(lǐng)域用于疾病診斷或者基于抗原/抗體之間的特異性結合反應,用于生物樣品分析。該儀器靈敏度高,特異性強,若采用CPLD升級為大容量FPGA后,可以方便升級為多通道生物分析系統,應用于生物分析檢測各個(gè)領(lǐng)域.