LPC2148微型尿液分析仪设计方案

本设计可以采用外部A/D或LPC2148内部自带的10位A/D转换器，根据本设计对数据精度的要求，采用2148自带的A/D。该模块主要是检测CPLD模块产生的SH信号，当该信号为高时，处理检测数据，同时设置启动A/D转换的条件，在SH下降沿到来时重新启动A/D进行下次测量，直到检测结束。在该模块中，还有一个重要的任务—数据处理，在这里，每个参数每次采集多组数据，求出平均值，同时与标准数据进行比较，判断参数是否属于正常范围，并且增加了有无试纸的软件识别。

LED控制模块是通过恒流带点校正功能的LED驱动芯片控制不同波长的LED的亮度、显示顺序及显示的时间，使光纤采集到不同参数的光信号，输入到CCD模块。

在网络传输层有两个协议传输数据，传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，TCP协议是面向对象的协议，可靠性高，但是费用也高；UDP协议是提供最少服务和费用的传输层协议。UDP是最简单的协议，具有以下特点：无连接、不可靠、提供应用层协议标识、提高UDP报的校验和、以及缓冲和分段。Socket接口函数是TCP/IP的API。使用Socket接口函数编写通信的任务时，分服务器和客户机两种方式。服务器方式是先接受到数据再进行处理，而客户机则是先发生数据然后等待回应处理，它们所用到的socket API 函数是相同的。
结语

这是一种针对家庭用户设计的基于嵌入式的微型 尿液分析仪，采用了恩智浦半导体(NXP Semiconductors) 高集成度的LPC2148微处理器，芯片内部集成的USB控制器可用来供电和传输数据，内部集成的ADC可以处理CCD采集到的模拟信号，内部集成SPI接口用于触摸屏和以太网的通讯。复位部分采用了NXP公司的74HC125。

仪器通过检测尿液中的10项成分来诊断人体的健康状况。在用户把浸过了尿液的 试纸条放入仪器后，通过LPC2148控制多波长LED进行分时发光，然后反射光通过光纤照射到CCD上，经过信号的采集和模数转换，并在LCP2148中经过归一化的算法，将结果输出至LCD进行显示，或者根据需要传输至PC。

本仪器的创新在于整个过程使用触摸屏来进行操作，具有友好的人机交互接口。设计的一种光电检测系统，消除了传统 尿液分析仪机械传动引起的误差，并减小了体积和功耗。后续工作可以对以太网部分做进一步的研究，使得远程医疗得到实现，适合家庭用户的使用。

图3 微型尿液分析仪正视图

图4 微型尿液分析仪后视图

图5 微型尿液分析仪侧视图
在设计的过程中，也遇到了很多问题。比如在调LCD的时候，由于购买的LCM的控制芯片SDE1335使用的5V电压，而LPC2148使用的是3.3V电源，数据接口需要接上拉电阻，刚开始没有发现这个问题，浪费了不少时间，后来在数据口接上10KW电阻，问题才得以解决。还有制作硬件，工艺达不到和资金问题。以及调触摸屏的时候，按键识别不稳定等很多时候会花费比较多的心思和时间，仍不能解决。感到过山穷水尽，不过大家都积极努力，而且互相鼓励，在一起交流讨论，最后都一一解决。

由于系统构架很大，而时间相对不是很充分。虽然我们尽可能地开发，不过还是有一些问题难以做得完善，比如USB通讯的多样化功能的开发，以及以太网更大的拓展。我们也会继续把开发进行下去。

参考文献：

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