LK98B2說明書教學(xué)資料

1、 LK98B說明書微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)PAGE PAGE 第1章 概 論1.1 LK98B性能簡(jiǎn)介L(zhǎng)K98B型微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)是天津市蘭力科化學(xué)電子高技術(shù)公司繼在LK98A的基礎(chǔ)上最新研制開發(fā)的高檔次多功能電化學(xué)分析儀器。本系統(tǒng)是國(guó)家科技部2000年國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目，是教育部實(shí)施“211工程”，由世界銀行貸款，面向國(guó)際招標(biāo)的中標(biāo)產(chǎn)品，是教育部頒發(fā)的“基礎(chǔ)課教學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方案”所列必備儀器。該儀器提供的方法多，可以一機(jī)多用，即可以在同一臺(tái)儀器上開出三十多種不同方法的電化學(xué)與電分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)，使用靈活方便，實(shí)驗(yàn)曲線實(shí)時(shí)顯示，使操作者在實(shí)驗(yàn)時(shí)更加直觀、方便。另外該儀器在科學(xué)研究領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于電化學(xué)機(jī)

2、理研究，電極過程動(dòng)力學(xué)研究、材料、金屬腐蝕、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、藥物學(xué)、環(huán)境生態(tài)學(xué)等多學(xué)科領(lǐng)域的研究。例如測(cè)定環(huán)境樣品（廢水、廢氣、廢渣等）中的污染物無機(jī)金屬離子、有機(jī)物（酚類、酮類、芳香族化合物）污染分析，農(nóng)藥分析等；分析測(cè)定食品樣品中金屬離子、色素、味素、防腐劑、維生素、氨基酸、致癌物等；石油化工產(chǎn)品；理化分析、試劑分析、臨床檢驗(yàn)、藥物與藥物中間體分析、冶金分析、生化、放化及核污染分析等。該儀器可實(shí)現(xiàn)電位控制、電流控制、開路電位測(cè)量、各種極譜及伏安分析如線性掃描、循環(huán)伏安、電流階躍、計(jì)時(shí)電流、差分脈沖伏安、常規(guī)脈沖伏安、現(xiàn)代方波伏安（Osteryoung方波）、交流伏安、選相交流伏安、二次諧波交

3、流伏安及各種溶出方法、計(jì)時(shí)電量法、控制電位（電流）電解庫(kù)侖法、線性電流計(jì)時(shí)電位法等電化學(xué)研究和分析方法。1.1 .1 工作條件1 電源 交流220V10%，50HZ2 溫度 室溫10403 濕度 相對(duì)濕度80%1.1. 2 可提供的電化學(xué)方法單電位階躍計(jì)時(shí)電流法雙電位階躍計(jì)時(shí)電流法計(jì)時(shí)電量法電流時(shí)間曲線開路電位-時(shí)間曲線控制電位電解庫(kù)侖法電位溶出分析法線性掃描伏安（極譜）法循環(huán)伏安法塔菲爾曲線采樣電流極譜（伏安）法線性掃描溶出伏安法常規(guī)脈沖伏安（極譜）法差分脈沖伏安（極譜）法差分常規(guī)脈沖伏安（極譜）法 差分脈沖溶出伏安法方波伏安（極譜）法循環(huán)方波伏安法方波溶出伏安法交流伏安法選相交流伏安法二次

4、諧波交流伏安法交流溶出伏安法單電流階躍計(jì)時(shí)電位法線性電流計(jì)時(shí)電位法雙電流階躍計(jì)時(shí)電位法控制電流電解庫(kù)侖法雙高阻輸入電位測(cè)量卷積和去卷積伏安法 1.1. 3、技術(shù)特點(diǎn)該電化學(xué)分析系統(tǒng)可用于大學(xué)的儀器分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)和對(duì)無機(jī)物、有機(jī)物及生物物質(zhì)的定性和定量分析測(cè)定。它由電化學(xué)分析系統(tǒng)主機(jī)、PC微機(jī)（要求帶有Window - 98中文操作平臺(tái)）、電極系統(tǒng)、激光打印機(jī)及附件組成。2 高性能16位單片機(jī)系統(tǒng)（Mcs80c196）控制電化學(xué)系統(tǒng)工作。 高速高精度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)； 數(shù)字函數(shù)發(fā)生器功能； 背景扣除、iR降補(bǔ)償、濾波選擇、放大功能、電極系統(tǒng)控制等。3 恒電位/恒電流 電位分辨率（絕對(duì)） 0.1mV 電

5、流靈敏度 50pA 時(shí)間分辨率（計(jì)時(shí)分析法） 0.1 mS4 動(dòng)態(tài)參數(shù)調(diào)整 電勢(shì)控制范圍 10.0+10.0V 電勢(shì)信號(hào)掃描范圍 10.0V 恒電流范圍 -500+500mA 掃描速度 0.1mV/S5000V/S （E=1mV） 電位增量 150 mV 脈沖寬度 0.000110Sec 脈沖間隔 0.000160000Sec 脈沖振幅 0.0010.5V 方波頻率 1100KHz 方波幅度 0.0010.5V 交流頻率 110KHz 交流幅度 0.0010.4V 二次諧波交流頻率 11KHz 電解時(shí)間 160000Sec 采樣間隔 0.000160000Sec 電沉積時(shí)間 060000Sec

6、 平衡時(shí)間 060000Sec 電流測(cè)量范圍 100mA10nA （8個(gè)量程檔位） 濾波參數(shù) 50Hz1000KHz 低噪聲程控放大 164倍1.1. 4、儀器所需計(jì)算機(jī)的配置及儀器的軟件功能和附件本儀器要求與計(jì)算機(jī)和電極相連1 計(jì)算機(jī)的配置要求 中央處理器 Intel Pentium 以上 時(shí)鐘頻率 300MHZ以上 內(nèi)存 64MB以上 硬盤 4.3G以上 光驅(qū) 32速光盤驅(qū)動(dòng)器 軟驅(qū) 3.5，1.44MB 顯示器 低輻射VGA彩顯（顯存8M以上） 數(shù)據(jù)輸出 高性能激光打印機(jī)輸出2 軟件功能 操作系統(tǒng) Win98操作系統(tǒng)下的C+語(yǔ)言編程，多文檔界面。數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、譜圖顯示及數(shù)據(jù)處理的所

7、有功能均由窗口下拉菜單完成。 數(shù)據(jù)采集 由單片機(jī)系統(tǒng)控制波形發(fā)生及數(shù)據(jù)采集過程，經(jīng)串口傳遞至PC機(jī)系統(tǒng)，由顯示屏直接實(shí)時(shí)顯示曲線。可實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程、暫停、硬件測(cè)試、iR降補(bǔ)償、基線電流扣除、濾波、池控制等。 圖形顯示 自動(dòng)顯示各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)及峰電流、峰電位等伏安（極譜）曲線特征、并可以使用鼠標(biāo)定點(diǎn)、連續(xù)顯示。 編輯功能 圖象可以疊加、放大、還原，還可以水平平移、豎直平移，坐標(biāo)可以重新設(shè)置等。 文檔管理 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及圖形均可以進(jìn)行存取操作，可列表顯示全部數(shù)據(jù)點(diǎn)。亦可由其它Windows軟件進(jìn)行處理。 數(shù)據(jù)處理 平滑、積分、微分、半積分、半微分、插值處理、富里葉頻譜分析、背景扣除、標(biāo)準(zhǔn)加入法和工作曲

8、線法。還可實(shí)現(xiàn)ipV、ipV1/2、EplogV、it1/2等曲線的繪制。 實(shí)驗(yàn)運(yùn)行 自動(dòng)或手動(dòng)求切線、峰高、報(bào)告峰信息（峰電位、峰電流、峰面積、半峰寬等）。 打印 直接顯示和打印各種伏安（極譜）曲線、工作曲線及檢測(cè)結(jié)果。3 根據(jù)用戶使用儀器的不同要求 附件有不同配置 電極滴汞電極、懸汞電極、旋轉(zhuǎn)圓盤電極、金盤電極、銀盤電極、鉑盤(棒)電極、玻碳電極、飽和甘汞電極、Ag/AgCl參比電極等。 磁力攪拌器 電解池 三電極玻璃電解池。1.2 儀器的說明 LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)總體外觀圖（如圖1-1）儀器尺寸（mm）： 440（長(zhǎng)）210（寬）385（高）儀器重量（Kg）： 15圖1-1 LK

9、98B系統(tǒng)外觀圖1.2.1 儀器的前面板說明 LK98B的參數(shù)設(shè)置和操作控制均由軟件操作完成，所以LK98B系統(tǒng)主機(jī)的前面板僅有兩只按鍵式開關(guān)（如圖1-2所示）。上方的開關(guān)是“復(fù)位”鍵（RESET），其功能是使儀器復(fù)位至初始狀態(tài)。當(dāng)儀器運(yùn)行出現(xiàn)“死機(jī)”或主機(jī)與計(jì)算機(jī)的通訊聯(lián)系發(fā)生中斷時(shí)，可以按下“復(fù)位”鍵。當(dāng)接到“復(fù)位”命令后，儀器將自動(dòng)進(jìn)行自檢（self-testing），并使儀器的工作狀態(tài)復(fù)位到初始狀態(tài)，同時(shí)屏幕彈出“硬件測(cè)試”示意圖，復(fù)位命令即完成?！咀⒁狻?儀器工作正?；?qū)嶒?yàn)進(jìn)行中時(shí)，請(qǐng)勿按“復(fù)位”鍵，否則系統(tǒng)參數(shù)將丟失“復(fù)位”鍵的下方是“電源開關(guān)”鍵。當(dāng)此鍵按下時(shí)，儀器的主機(jī)電源接通

10、，同時(shí)鍵上的紅色指示燈點(diǎn)亮。 圖1-2 LK98B系統(tǒng)主機(jī)的前面板示意圖 圖1-3 LK98B系統(tǒng)主機(jī)的后面板示意圖1.2.2 儀器的后面板說明LK98B系統(tǒng)主機(jī)的后面板主要是接線端子（插座或接口等），包括：“串行端口”、“外設(shè)端口”、“SEN”、“RE”、“CE”、“WE”、“接地端子”等，如圖1-3所示。 串行端口：串行端口是電化學(xué)主機(jī)的串行口與微機(jī)的串行口相連接的端口，可以選擇連接至微機(jī)的COM1或COM2口，設(shè)置方法是在主控菜單的“設(shè)置”菜單命令中選擇“系統(tǒng)設(shè)定”，在對(duì)話框中設(shè)置COM1或COM2即可，開機(jī)默認(rèn)在COM1端口。 外設(shè)控制：它可用于控制外部設(shè)備，如旋轉(zhuǎn)圓盤電極、滴汞電極的

11、敲擊器、通氮?dú)獾娜ㄩy、磁力攪拌器等?，F(xiàn)與滴汞電極的“控制”相連接。 SEN：為傳感器測(cè)量的輸入端口，外套白色線管。 RE：為參比電極設(shè)置的輸入端口，外套黃色線管。 CE：為對(duì)電極（輔助電極）設(shè)置的輸入端口，外套紅色線管。 WE：它是常規(guī)工作電極（nA或mA級(jí)電流）的輸入端口，適用電流范圍：10.0nA100mA，外套綠色線管。 電源輸入：接工作電源，電源電壓：交流220V10%，50Hz。 接地端子：接公共地。良好的接地能保證儀器安全工作，降低噪音。1.3 儀器的安裝1.3.1 硬件安裝硬件的安裝主要是電化學(xué)主機(jī)與微機(jī)的連接、主機(jī)與外設(shè)的連接以及電源線的連接等。電化學(xué)主機(jī)與微機(jī)的連接由串行端

12、口完成。將串行連接線的一端與主機(jī)“串行端口”相連接，另一端連接至微機(jī)的串行端口，設(shè)置方法見1.2.2節(jié)的“串行端口”介紹。電化學(xué)主機(jī)與外設(shè)的連接主要是電極系統(tǒng)的連接。對(duì)于常規(guī)電極，只要把工作電極連接到“WE”端口即可，對(duì)（輔助）電極和參比電極連接到相應(yīng)的“CE”、“RE”端口。1.3.2 軟件安裝本儀器是與Win98環(huán)境相容的PC機(jī)控制，硬件系統(tǒng)需要一臺(tái)采用奔騰處理器的計(jì)算機(jī)，其他配置：鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、儀器與計(jì)算機(jī)之間的獨(dú)立的通訊端口（RS232）軟件安裝前先參考Windows用戶手冊(cè)以熟悉Windows的操作。先將LK98B安裝光盤插入光盤驅(qū)動(dòng)器，然后打開“我的電腦”打開光盤，在光盤目錄

13、下找到“setup.exe”可執(zhí)行程序，雙擊該圖標(biāo)，按照提示便可以一步步完成軟件安裝。日后若想刪除LK98B的程序，可直接在開始菜單中卸載（Uninstall LK98B）。配套軟件只能應(yīng)用于本儀器，篡改、翻改和盜版必糾。1.3.3 儀器的硬件測(cè)試與自檢1.3.3.1 儀器的啟動(dòng)與自檢將主機(jī)與計(jì)算機(jī)、與外設(shè)以及其他必要設(shè)備電源線、控制線連接好。打開計(jì)算機(jī)的電源開關(guān)，在Windows98操作平臺(tái)下運(yùn)行“LK98B”，進(jìn)入主控菜單。打開主機(jī)的電源開關(guān)，按下主機(jī)前面板的“RESET”鍵，這時(shí)主控菜單上應(yīng)顯示“系統(tǒng)自檢通過”，系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。(注意：打開儀器之前請(qǐng)將四根電極線斷開，并保證其兩兩不

14、相連。)如果主機(jī)電源打開后按下主機(jī)前面板的“RESET”鍵，主控菜單上無響應(yīng)（即沒有顯示“系統(tǒng)自檢通過”的樣子），在“設(shè)置”菜單上選擇“通訊測(cè)試”， 主控菜單上也無響應(yīng)，這時(shí)表明計(jì)算機(jī)與主機(jī)的通信聯(lián)系沒有接通。此時(shí)打開“設(shè)置”菜單，選擇“系統(tǒng)設(shè)定”項(xiàng)，屏幕上彈出“系統(tǒng)設(shè)定”對(duì)話框，檢查串口的設(shè)定與實(shí)際連接是否相符，若不符，應(yīng)重新設(shè)定。然后單擊“確認(rèn)”返回主控菜單。再按下主機(jī)前面板的“RESET”鍵，主控菜單上有響應(yīng)，在“設(shè)置”菜單上選擇“通訊測(cè)試”，這時(shí)主控菜單上應(yīng)彈出“連接成功”對(duì)話框，這時(shí)可以選擇方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果上述操作不能使儀器進(jìn)入正常工作狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)僮屑?xì)檢查各個(gè)連接線是否連接正確。確認(rèn)

15、各連接線正確無誤后，儀器仍然無法正常工作時(shí)，應(yīng)立即與生產(chǎn)廠家聯(lián)系，要求派技術(shù)人員調(diào)試。注意：請(qǐng)勿擅自拆卸儀器電路，否則后果自負(fù)！1.3.3.2 儀器的硬件測(cè)試為了隨時(shí)了解系統(tǒng)的工作狀態(tài)，LK98B設(shè)置了“硬件測(cè)試”功能。在主控菜單下打開“設(shè)置”菜單，單擊“通訊測(cè)試”，如果系統(tǒng)工作正常，屏幕上應(yīng)彈出“連接成功”對(duì)話框。否則，表明計(jì)算機(jī)與主機(jī)的聯(lián)系中斷，這時(shí)按下儀器前面板上的“RESET”鍵復(fù)位。在實(shí)驗(yàn)過程中如果出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象，如采樣過程不停止，或不傳送數(shù)據(jù)等，這時(shí)應(yīng)中斷實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行硬件測(cè)試。如果硬件測(cè)試不成功時(shí)，應(yīng)按下“RESET”鍵復(fù)位。如果用戶想檢測(cè)系統(tǒng)是否正常工作，可用一個(gè)10K的電阻作為模

16、擬電池，將參比電極及對(duì)極的電極導(dǎo)線短接夾在電阻的一端，工作電極加在另一端，在主控面板中選擇線性掃描伏安法，電位范圍：0.3v-0.3v，靈敏度檔放在10A/V掃描速度為100mv/s，電位增量為1mv，啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)，得到一條斜率為1的直線，這時(shí)說明儀器運(yùn)行正常。第2章 LK98B的硬件特點(diǎn)2.1 概 論 LK98B硬件采用組合式結(jié)構(gòu)。分為微機(jī)系統(tǒng)和電化學(xué)主機(jī)兩部分?；赑C586微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置下，采用Win98中文操作系統(tǒng)，建立全漢化的系統(tǒng)工作站（Workstation）。其窗口菜單均采用中文管理和提示：設(shè)定電化學(xué)分析方法，選擇實(shí)驗(yàn)參數(shù)，I/O口管理，數(shù)據(jù)處理，圖像顯示，中文打印分析結(jié)果。微機(jī)

17、和主機(jī)之間采用串口通訊，以控制Mcs-80c196十六位單片機(jī)系統(tǒng)施加于電化學(xué)池的起始電位、終止電位、電勢(shì)增量、掃描速度、脈沖幅度、方波周期等實(shí)驗(yàn)參數(shù)以及控制實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過I/O傳遞給工作站進(jìn)行處理。硬件系統(tǒng)框圖見圖2-1。串口通訊微機(jī)電化學(xué)主機(jī)三電極池 彩顯 打印機(jī)外設(shè)控制接口 鼠標(biāo) 鍵盤電極控制接口圖2-1 LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)框圖2.2 硬件技術(shù)指標(biāo) 掃描速度：0.00001V/S500V/S 電位范圍：-10.0V +10.0V 恒電流范圍：10nA500mA 電勢(shì)增量：0.001V10.0V 脈沖幅度：0.001V0.5V 脈沖寬度：0.0001s10s 脈沖間隔：0

18、.0001s60000s 方波頻率：1100KHz 方波幅度：0.0010.5V 交流頻率：110KHz 二次諧波交流頻率：11KHz 電解時(shí)間：160000Sec13. 采樣間隔：0.000160000Sec14. I/V變換范圍: mA/V級(jí)：100mA、10mA、1mA、 A/V級(jí)：100A、10A、1A、nA/V級(jí)：100nA、10nA15. 極化槽壓：50V16. 攪拌時(shí)間：160000 sec17. 靜止時(shí)間：160000 sec18. 配汞時(shí)間：視需要而定19. 參比電極輸入阻抗101220. A級(jí)電流輸入阻抗10122.3 主機(jī)硬件組成 LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)主機(jī)是由Mc

19、s-80c196KC單片機(jī)系統(tǒng)，起始電位和掃描電位發(fā)生器和恒電位/恒電流電路，mA級(jí)和A級(jí)I/V電流/電壓轉(zhuǎn)換電路，恒電流調(diào)零電路、電壓放大和濾波電路，iR降補(bǔ)償和基線扣除電路，輸入檢測(cè)控制電路，高速數(shù)據(jù)采集電路，以及電源電路等幾部分組成，見框圖2-2。掃描電位發(fā)生器十六位單片機(jī)系統(tǒng)恒電位恒電流功率擴(kuò)展電路三電極池函數(shù)發(fā)生器恒電流調(diào)零輸入檢測(cè)控制器iR降補(bǔ)償器mAI/V電壓放大及濾波高速數(shù)據(jù)采集A/DuAI/V外設(shè)控制接口基線扣除圖2-2 LK98B主機(jī)框圖2.3.1 Mcs-80c196單片機(jī)系統(tǒng) 施加于電化學(xué)池的極化電壓的掃描速率，取決于每一電勢(shì)增量的變化與穩(wěn)定時(shí)間，I/V轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集系

20、統(tǒng)的實(shí)時(shí)采集速度。當(dāng)硬件性能/價(jià)格比確定后，起決定因素的是軟件執(zhí)行速度。對(duì)于16位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)而言，采用八位單片機(jī)系統(tǒng)會(huì)增加軟件執(zhí)行時(shí)間，從而達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，本系統(tǒng)選用高性能的Mcs-80c196十六位單片機(jī)系統(tǒng)，從而大大提高了執(zhí)行速度。其主要特點(diǎn)是中央處理器CPU十六位寬度，并由寄存器陣列取代累加器結(jié)構(gòu)，加速了數(shù)據(jù)吞吐力，提高了執(zhí)行效率。Mcs-80c196的CPU由寄存器算術(shù)邏輯單元RALU和寄存器陣列組成。片內(nèi)232個(gè)字節(jié)的寄存器陣列兼有RAM、通用寄存器和累加器功能，從而完全更新了以往微處理器面向累加器A的指令系統(tǒng)。指令操作中不再出現(xiàn)累加器，克服了面向累加器引起的瓶頸效應(yīng)。同時(shí)，

21、設(shè)置了24個(gè)字節(jié)的特殊寄存器SFR，以此來直接控制I/O口，加速了數(shù)據(jù)輸入/輸出過程。 Mcs80c196內(nèi)部操作的基礎(chǔ)是晶體振蕩的二分頻，每?jī)蓚€(gè)振蕩周期稱為一個(gè)“狀態(tài)周期Mcs80c196操作的基本時(shí)間單位”。晶振頻率為16M，一個(gè)狀態(tài)周期約為125ns。一個(gè)十六位傳送指令為4個(gè)狀態(tài)周期，僅需500 ns。這樣較八位機(jī)運(yùn)行速度提高了6-8倍?？梢?，Mcs80c196單片機(jī)應(yīng)用于電化學(xué)系統(tǒng)，對(duì)提高儀器掃描速度起著至關(guān)重要的作用。Mcs80c196單片機(jī)系統(tǒng)框圖見圖2-3。CPUPC機(jī)RS232接口16K ROM晶振16M復(fù)位電路32K RAM口地址譯碼器報(bào)警電路圖2-3 80C196單片機(jī)系統(tǒng)

22、框圖2.3.1.1 Mcs80c196單片機(jī)存儲(chǔ)器配置 Mcs80c196單片機(jī)具有一個(gè)邏輯上完全統(tǒng)一的寄存器空間，可尋址范圍為64KB，其中大部分空間0100H-1FFFH，2080H-FFFFH可自由使用，安排ROM、RAM，或按寄存器配置的I/O口。復(fù)位時(shí)，程序由2080H單元開始執(zhí)行程序。2000H-207FH作特殊用途，如保存中斷向量，芯片配置字節(jié)等。00H-0FFH為內(nèi)部RAM空間，其中00-17H共24個(gè)字節(jié)為特殊功能寄存器-SFR，18H-19H，用于存取堆棧指針。2.3.1.2 晶體振蕩器 Mcs80c196片內(nèi)晶體振蕩器電路包含一個(gè)晶體控制的正電抗振蕩器，與外部晶體和外部電

23、容連接方式見圖2-4。由于片內(nèi)振蕩器是一個(gè)單級(jí)非門電絡(luò)，它和石英晶體配合組成一個(gè)具有感性的控制晶體振蕩器。對(duì)于0.05%頻率精度取C1、C2為30P，選用晶體振蕩器的頻率為16M作為Mcs80c196的工作時(shí)鐘。 至內(nèi)部電路 XTAL1 80C196 XTAL2 16M 30cP 30cP圖2-4 振蕩器電路2.3.1.3 復(fù)位電路 同所有微處理器一樣，每次上電時(shí)，Mcs80c196必須復(fù)位。為了復(fù)位，在Vcc、振蕩器等已達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，至少使RESET保持2個(gè)狀態(tài)周期的低電平。當(dāng)RESET再度高時(shí)，Mcs80c196開如執(zhí)行為時(shí)10個(gè)狀態(tài)周期的復(fù)位序列，這個(gè)復(fù)位序列使一些寄存器初始化，并把P

24、C寄存器的值置為2080H，以準(zhǔn)備從2080H單元開始執(zhí)行指令。因此采用簡(jiǎn)單復(fù)位電路，保證在Vcc上升后能提供2個(gè)狀態(tài)周期的低電平。見圖2-5。圖中的二極管為復(fù)位電容在掉電的情況下提供一條迅速放電通路，以保證Mcs80c196在反復(fù)上電的情況下，可靠地復(fù)位。 +5V RESET 復(fù)位 圖2-5 復(fù)位電路2.3.1.4 串行口 串行通訊，是指擔(dān)任管理和數(shù)據(jù)處理的PC機(jī)和執(zhí)行檢測(cè)與控制任務(wù)的單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。本系統(tǒng)充分利用了Mcs80c196的串行口資源，通過電平轉(zhuǎn)換和PC微機(jī)的COM口進(jìn)行通訊。 Mcs80c196的串行口設(shè)有4種工作方式，方式1為標(biāo)準(zhǔn)的異步通訊方式，此方式使用的數(shù)據(jù)幀格式如

25、圖2-6所示，每幀包括10個(gè)數(shù)據(jù)單位，1位起始位（0），8位數(shù)據(jù)（最低有效位在前），1位停止位（1），TXD引腳用來發(fā)送數(shù)據(jù)，RXD用來接收數(shù)據(jù)?？赏瓿扇p工操作，即能同時(shí)收、發(fā)：由于串行口的接收器，和發(fā)送器都是雙緩沖結(jié)構(gòu)，因而在第一個(gè)接收到的字符字節(jié)從接收寄存器被讀取之前，就可以開始接收第二字節(jié)。允許連續(xù)發(fā)送或接收，從而提高了線路的利用率。 停止 起始 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 停止圖2-6 方式1的數(shù)據(jù)楨格式 Mcs80c196串行口在具體使用時(shí)，要對(duì)內(nèi)部有關(guān)特殊寄存器設(shè)置工作狀態(tài)，最后對(duì)特殊寄存器進(jìn)行讀/寫，就可以完成數(shù)據(jù)信息的收發(fā)，這些任務(wù)由軟件完成。串行口硬件原

26、理圖見圖2-7。 MAX232TXDIBM-PC RXDRXE80C196 TXD圖2-7 串口雙機(jī)通訊框圖2.3.2 恒電位電路恒電位電路是儀器系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵部分。在LK98A的基礎(chǔ)上，做了大量改進(jìn)，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，使LK98B系統(tǒng)的恒電位最小分辨力達(dá)到0.1mV（絕對(duì)分辨率），恒電位極化槽壓達(dá)60V，極化電流最大為500mA，電位掃描速率從0.1mV/S-5000V/S。同時(shí)設(shè)置了iR補(bǔ)償程控電路和恒電位功率擴(kuò)展電路，見圖2-8。A3掃描電位發(fā)生器A2A1全功率擴(kuò)展器函數(shù)發(fā)生器I/ViR降補(bǔ)償器圖2-8 恒電位系統(tǒng)框圖2.3.2.1 起始電位發(fā)生器及函數(shù)發(fā)生器LK98B的起始電位發(fā)生器及

27、函數(shù)發(fā)生器均采用16位精密高速的AD公司芯片AD569，轉(zhuǎn)換時(shí)間120nS，轉(zhuǎn)換精度為1/2LSB。起始電位發(fā)生器基準(zhǔn)電壓為6.5535V或3.27675V，雙極性輸出電壓范圍為-6.5535V +6.5535V或-3.27675V +3.27675V，提供高精度的掃描電位。函數(shù)發(fā)生器基準(zhǔn)電壓為6.5535V或0.32767V，雙極性輸出電壓范圍為-6.5535V +6.5535V或-0.32767V +0.32767V。電壓轉(zhuǎn)換范圍為-10.0V +10.0V，最小分辨率為0.1mV。經(jīng)過編程可產(chǎn)生階梯波、脈沖波、三角波、方波、交流波等波形。2.3.2.2 iR降補(bǔ)償電路 在三電極測(cè)量體系中

28、，工作電極和參比電極之間的溶液由于極化電流的流過，產(chǎn)生歐姆壓降，將引起參比電位測(cè)量誤差。為減小歐姆壓降的影響，除了在電極體系采取措施外，有效的方法是用電子電路補(bǔ)償歐姆壓降。 iR降補(bǔ)償，是將I/V轉(zhuǎn)換的電壓，作為一個(gè)八位D/A轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電壓，通過數(shù)控預(yù)置補(bǔ)償?shù)谋壤妷?，正反饋疊加于反相加法器的輸入端，表示為KIRf，（K，表示I/V輸出電壓的比例部分，Rf為I/V轉(zhuǎn)換器反饋電阻），令Rn為工作電極和參比電極之間的歐姆電阻，則當(dāng)極極化電流產(chǎn)生時(shí)， 流過Rn和I/V轉(zhuǎn)換器電流相同。 則，當(dāng)KRf =Rn時(shí)，稱為全補(bǔ)償 當(dāng)KRf Rn時(shí)，為欠補(bǔ)償 當(dāng)KRf Rn時(shí)，為過補(bǔ)償當(dāng)正反饋電路過補(bǔ)償時(shí)會(huì)引

29、起過沖和振蕩，因此，電路通過程控選擇K時(shí)，一般限制在10-30%范圍。儀器設(shè)置了iR降補(bǔ)償程控開關(guān)，可自由通斷iR補(bǔ)償功能。2.3.2.3 恒電位電路 恒電位系統(tǒng)的核心部分，主要由加法器，跟隨器功率擴(kuò)展和參比電位阻抗變換器組成。精心設(shè)計(jì)恒電位電路，對(duì)提高整機(jī)性能有重要的影響。本系統(tǒng)在恒電位電路上有三個(gè)特點(diǎn)： 恒電位控制精度達(dá)0.1mV，這主要由D/A電路和反相輸入加法器來保證的。 恒電位功率擴(kuò)展，摒棄了國(guó)內(nèi)常規(guī)電流擴(kuò)展技術(shù)而采用電壓和電流同時(shí)擴(kuò)展的全功率擴(kuò)展電路，從而使極化槽壓最大達(dá)60V，極化電流最小為10nA，最大為500mA。 恒電位/恒電流采用同一功率擴(kuò)展電路，經(jīng)過適當(dāng)切換，可分別進(jìn)行

30、恒電位/恒電流測(cè)量，從而保證了恒電流的測(cè)量精度。 通過對(duì)運(yùn)放放大過程中的誤差分析，儀器根據(jù)不同的要求使用了不同的運(yùn)放，如對(duì)恒電位系統(tǒng)中的參比測(cè)量，輸入阻抗的大小決定了參比電極流過的電流。當(dāng)輸入阻抗低時(shí)，反饋給恒電位一個(gè)較大電流，必然引起參比電極極化造成電壓控制與測(cè)量誤差，解決的方法是在反饋回路中引入電壓跟隨器A2，選用輸入阻抗大于1012的高阻抗運(yùn)放，大大提高了恒電位的精度。 所謂恒電位，就是使研究電極（工作電極）的電位恒定。欲達(dá)到恒定，電路必須滿足二個(gè)條件，一是具有基準(zhǔn)電位，使恒定的電位可調(diào)。再一是滿足恒電位調(diào)節(jié)規(guī)律，也就是當(dāng)電流參數(shù)變化，電化學(xué)反應(yīng)的延續(xù)引起電位漂移等，恒電位具自動(dòng)調(diào)節(jié)的能

31、力。 在電化學(xué)體系中，當(dāng)溶液內(nèi)阻較大時(shí)，欲達(dá)到恒定電壓下的極化電流，其輔助電極的電位必然要升高，而溶液內(nèi)阻較小時(shí)，如果沒有足夠的極化電流提供，都不能達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)恒電位的目的。因此，本儀器恒電位系統(tǒng)中使用了電壓擴(kuò)展和電流擴(kuò)展技術(shù)。 綜觀國(guó)內(nèi)商品儀器，對(duì)恒電位功率擴(kuò)展重視不夠，有的僅僅設(shè)電流擴(kuò)展電路，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全功率擴(kuò)展電路，使恒電位槽壓達(dá)60V以上，提供的極化電流，在10nA級(jí)500mA級(jí)范圍內(nèi)，恒電位控制精度達(dá)到0.1mV（1/2LSB），交流電壓程度0.01mV，無論是微電流測(cè)試，還是電化學(xué)合成大電流技術(shù)的研究，都可使用本系統(tǒng)。2.3.3 恒電流電路 LK98B系統(tǒng)采用了最新設(shè)計(jì)的高精度恒

32、電流電路系統(tǒng)，為了保證測(cè)試精度，消除零點(diǎn)偏移誤差，在電路上增加了恒電流調(diào)零電路。恒電流調(diào)零電路采用高精度的12位DA芯片AD767，最大可調(diào)范圍300mV。見圖2-9。恒電流及功率擴(kuò)展電路 I RC 三電極池 恒電流采樣電路 RE POV WE SEN 恒電流反饋 圖2-9 恒電流及I/V轉(zhuǎn)換框圖2.3.3.1 恒電流工作原理 圖2-10所示，運(yùn)放處于反相放大狀態(tài)，而電解池代替了反饋電阻Rf， Vs 故ICell Ii = R ADVANCE 也就是基準(zhǔn)電壓轉(zhuǎn)換為恒定的極化電流，改變VS即可改變ICell，由于研究電極接虛地，電壓跟隨器F的輸出電位VO為參比電極相對(duì)于研究電極的電位VRef，而

33、放大器OP的輸出 VC是電解池槽壓。 Icell Ri - Vc相對(duì)參比 Vi S - + F Ii CC - + Vc圖2-10 一般運(yùn)放構(gòu)成的恒電流電路 圖2-10電路的缺點(diǎn)是極化電源由基準(zhǔn)電壓源提供。而基準(zhǔn)電壓源往往難以提供大電流，不適用于大電流的恒電流。 LK98B的恒電流電路如2-11所示，本電路工作原理是在恒電位原理的基礎(chǔ)上，采用I/V（A3）變換電壓反饋于跟隨器的正相()端，由于A3為反相輸入電流放大器，產(chǎn)生1800相移，實(shí)際上A1由跟隨器變?yōu)榉聪喾糯笃?，A1的“”端極性變“”。 由于在恒電流槽壓輸出接有和I/V電流反饋電阻成比例的限流電阻，令Rf1 = Rf2，將F點(diǎn)看作虛地，

34、則流過電化學(xué)池的電流正比于流過I/V轉(zhuǎn)換器的電流，從而使VO = VI，當(dāng)R1 = R2時(shí)達(dá)到電流恒定。 A1輸出經(jīng)過功率擴(kuò)展，使槽壓達(dá)到60V以上，輸出電流最大達(dá)200mA，恒定電流為100mA，相應(yīng)在mA級(jí)I/V變換器A3輸出進(jìn)行了電流擴(kuò)展，保證恒電流的范圍達(dá)到2A100mA，控制精度達(dá)1%1LSB。2.3.4 A、mA級(jí)I/V電壓變換器 LK98B的A、mA級(jí)I/V變換在電路原理上遵循VO = RfI，然而在電路設(shè)計(jì)上具有以下特點(diǎn)： 一般測(cè)量微電流其量程選擇通過改變配對(duì)的電阻來實(shí)現(xiàn)，阻值范圍從1K5M，這樣大的變換范圍采用固定調(diào)零電路，由于阻抗不匹配，使I/V的零點(diǎn)誤差大，其失調(diào)電壓和失

35、調(diào)電流必然影響測(cè)量精度。有的國(guó)產(chǎn)儀器采取電位器每檔手動(dòng)調(diào)零方法。LK98B系統(tǒng)設(shè)計(jì)了程控調(diào)零電路，保證零點(diǎn)變化2mV，確保了測(cè)量精度。 采用BI-FET工藝的運(yùn)放，這種運(yùn)放將匹配良好的高壓JEFT與標(biāo)準(zhǔn)雙極型晶體管組合在同一芯片上，具低失調(diào)電壓，低失調(diào)電流，低失調(diào)電壓漂移，輸入阻抗達(dá)1012，同時(shí)具有雙極型工藝的特點(diǎn)，即高的轉(zhuǎn)換速率，極快的建立時(shí)間，低噪聲等優(yōu)點(diǎn)。 輸入漏電保護(hù)。對(duì)微弱電流進(jìn)行放大時(shí)由于寄生漏電流通道會(huì)大大增加輸入電流，降低輸入阻抗，解決方法在引線上包一層導(dǎo)電環(huán)，使寄生漏電流被低阻抗保護(hù)環(huán)吸收，不侵入信號(hào)電路，另外采取特殊的方法，保證與輸入端同電位。輸入線的屏蔽層，拋棄了傳統(tǒng)接

36、地方式，而采用等電位抗差模干擾的屏蔽措施。 由于采取以上降低噪聲提高測(cè)量精度的措施，有效提高了本系統(tǒng)的靈敏度，其最高靈敏度檔達(dá)200nA/V。最小測(cè)量電流為50PA。2.3.5 高精度、高速度和低噪聲數(shù)據(jù)采集電路 數(shù)據(jù)采集技術(shù)一直是智能化儀器一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，也是衡量?jī)x器性能指標(biāo)的一個(gè)關(guān)鍵部件，隨著電化學(xué)儀器的發(fā)展，在快速變化的電流（電壓）信號(hào)檢測(cè)、響應(yīng)速度、分辨率、精度、接口能力以及抗干擾能力等方面，對(duì)數(shù)據(jù)采集技術(shù)提出了越來越高的要求。 LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路有如下幾個(gè)特點(diǎn)： 高速。數(shù)據(jù)采集的速度直接制約著儀器的掃描速度、方波周期和儀器精度。 高精度。對(duì)電化學(xué)分析儀器而言，分

37、析溶液的濃度越低，信號(hào)越小，信噪比減小，使儀器檢測(cè)下限性能受到限制。一般采取運(yùn)放電壓放大形式和標(biāo)準(zhǔn)化處理，要達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換所需的測(cè)量幅度和精度，往往放大倍率分為多檔，而每檔的阻抗匹配難以一致，放大線性差，換檔誤差大。LK98B系統(tǒng)采用程控D/A放大電路。由于D/A芯片的精度是通過光刻度來保證，內(nèi)置電阻匹配精度高，誤差僅為1/2LSB，大大提高了電壓放大精度。 低噪聲。提高信噪比是電化學(xué)儀器一大難題，電化學(xué)儀器的電流放大倍率往往在幾萬倍以上，加上電壓放大，對(duì)信噪比要求是很苛刻的。為了有效地降低噪聲，LK98B系統(tǒng)除了在I/V轉(zhuǎn)換輸入端采取措施外，對(duì)數(shù)據(jù)采集電路，采用光電耦合以隔離數(shù)字系統(tǒng)噪音，增

38、設(shè)程控低通濾波器等技術(shù)。因此大大降低了噪音，提高了信噪比，改善了儀器性能。2.3.5.1 程控電壓放大器 用數(shù)模轉(zhuǎn)換器作為運(yùn)算放大器的反饋部件，是因?yàn)閿?shù)模轉(zhuǎn)換器內(nèi)部有一組模擬開關(guān)和電阻網(wǎng)絡(luò)，見圖2-11，它們是由淀積在硅片的表面氧化場(chǎng)上的硅鉻薄膜R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)組成，具有良好的溫度跟蹤特性（全溫范圍內(nèi)最大線性誤差為滿量程的0.05%）。CMOS電流開關(guān)和控制通道具低功耗和低泄漏電流誤差。充分利用以上優(yōu)點(diǎn)，可克服采用電阻匹配的離散性，及量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，導(dǎo)通電阻的離散性。原理框圖見圖2-12。圖2-11 電流開關(guān)R-2R梯形網(wǎng)絡(luò)緩沖器寄 存 器光耦合器VREF RfbIOUT1IOUT2VinD0-

39、+D7 圖2-12 數(shù)控增益放大器2.3.5.2 程控低通濾波器 由運(yùn)算放大器構(gòu)成的有源濾波器無損耗，成本低，且前后級(jí)容易耦合。見圖2-13。數(shù)控低通濾波器為 12B倍頻程有源低通濾波器，也就是說頻率每增加2倍，電壓增益就降到1/4。 R1 C1 R2 Ci + C2圖2-13 數(shù)控濾波器 電路中采用巴特沃茲濾波器，其振幅特性平坦，過渡響應(yīng)較好。通過程控改變R的阻值，可獲得不同的濾波通帶，本系統(tǒng)設(shè)定濾波參數(shù)為50HZ，100HZ，500HZ, 1KHZ, 5KHZ, 10KHZ, 50KHZ和100KHZ以便用戶根據(jù)分析研究需要進(jìn)行設(shè)定。2.3.5.3 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器 以A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器為基

40、礎(chǔ)的數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì), 主要從以下幾個(gè)方面考慮： 分辨率和轉(zhuǎn)換時(shí)間 A/D分辨率的定義是基于引起數(shù)字碼變動(dòng)一個(gè)LSB（最低有效位）所需輸入模擬量的最小變化量，常用轉(zhuǎn)換器位數(shù)（二進(jìn)制碼的位，bit）來表示，轉(zhuǎn)換器的位數(shù)越多，分辨能力越強(qiáng)。轉(zhuǎn)換時(shí)間是指完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間，常用微秒S(或納秒nS)為單位。A/D的位數(shù)和轉(zhuǎn)換時(shí)間，決定了其性能。位數(shù)越多，速度越快，誤差越小, 其性能越好。LK98B系統(tǒng)選用美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)的16位逐次逼漸式快速A/D轉(zhuǎn)換器AD976，轉(zhuǎn)換速度可達(dá)3S。 精度所謂精度，是指量化誤差、非線性、零點(diǎn)誤差及滿量程誤差和溫度漂移引起的總誤差。 量化誤差是A/D轉(zhuǎn)換

41、器固有誤差，指二個(gè)終端（零點(diǎn)和滿量程點(diǎn)）所決定的一根直線的最大偏移。從理論上講，只有無限多位的A/D，量化誤差才能為零（為一條直線）16位A/D轉(zhuǎn)換各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的誤差為1/2LSB，這個(gè)誤差是不能調(diào)整的。 零點(diǎn)誤差是指輸出數(shù)字碼從0000H變?yōu)?001H的輸入電壓和理想A/D第一次階躍輸入電壓的差值為零誤差。本儀器增設(shè)了A/D調(diào)零電路，可以將這一誤差減至最小。 滿量程誤差，是指規(guī)定的基準(zhǔn)電壓時(shí)與實(shí)際滿量程輸出的偏離。也就是輸入電壓由FFFEH剛剛變?yōu)镕FFFH時(shí)所對(duì)應(yīng)理想和實(shí)際的差值。本儀器使用A/D滿量程調(diào)整功能，也可有效解決這一誤差。 溫度漂移誤差，是器件本身特性決定。本儀器選用最大滿量程溫度

42、系數(shù)為50ppm/（PPM指百萬分之幾）滿足設(shè)計(jì)需要。 非線性或叫線性誤差，指轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性有時(shí)是一條曲線，這條曲線偏離直線的程度為線性誤差，用LSB或全量程的百分?jǐn)?shù)表示，根據(jù)器件指標(biāo)，線性誤差為0.002%（滿量程） 由以上分析，由于AD1674A的零誤差和滿量程誤差是可調(diào)整，則其精度可保證在1/2LSB范圍內(nèi)。 控制方式。一個(gè)高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)除了A/D轉(zhuǎn)換速度決定外，其采樣保持時(shí)間，放大器的建立時(shí)間，系統(tǒng)軟件對(duì)A/D數(shù)據(jù)傳送時(shí)間，及軟件開銷都制約著系統(tǒng)速度。當(dāng)一個(gè)A/D與系統(tǒng)連接和控制方式不能達(dá)到靈活快捷程度，那么選取再高檔的A/D芯片效果仍然不佳。由于AD976具有內(nèi)部時(shí)鐘和采樣保持電

43、路，在控制方式上可以靈活多變。本儀器采用AD976的獨(dú)立運(yùn)行方式和雙采樣/保持方式。即除了A/D內(nèi)部具采樣保持器外，外加1片采樣保持器，用AD976的轉(zhuǎn)換完成信號(hào)控制其保持周期。有效的隔離了系統(tǒng)噪音，這對(duì)高速數(shù)據(jù)采集電路尤為重要。 A/D轉(zhuǎn)換完成后，由單片機(jī)采用16位存儲(chǔ)方式一次將數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存中，這樣從硬件上減小了軟件開銷，速度比八位傳送方式提高46倍。 綜上所述，LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)是一種智能化精密儀器，整機(jī)設(shè)計(jì)遵循高精度，高速度，強(qiáng)抗干擾能力的原則進(jìn)行。所用主要元器件均從國(guó)外進(jìn)口。除了每一部件在抗干擾措施上精心設(shè)計(jì)外，電源電路的抗干擾措施主要有 電源變壓器采用雙屏蔽C型變壓器， 增

44、設(shè)了大地、機(jī)殼地、模擬地、數(shù)字地四種地電位端，儀器后面板具大地輸入端。數(shù)字地和模擬地嚴(yán)格分開走線。 在模擬部分的主電源，充分抑制交流紋波， 每一模擬器件電源輸入端采用去耦濾波措施。因此，LK98B微機(jī)電化學(xué)分析系統(tǒng)達(dá)到了九十年代國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，為相關(guān)的科學(xué)研究與分析測(cè)試工作提供了一臺(tái)強(qiáng)有力的工具。 第3章 LK98B的軟件特點(diǎn)3.1 概述 LK98B的控制軟件分為兩部分：一部分是PC機(jī)系統(tǒng)工作站（Workstation）的主控程序，一部分是Mcs80c196單片機(jī)控制的電化學(xué)主機(jī)工作程序。微機(jī)工作站的主控程序采用VisualC+6.0語(yǔ)言，在Windows98操作系統(tǒng)下編寫，而電化學(xué)主

45、機(jī)的單片機(jī)程序，采用Mcs80c196匯編語(yǔ)言，在單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)上編寫，并固化于EPROM中。 Microsoft（微軟）公司的Visual C+是世界上最優(yōu)秀的面向?qū)ο缶幊汰h(huán)境之一，自推出以來，一直受到人們的關(guān)注和喜愛。它們以MFC應(yīng)用框架為基礎(chǔ)的編程方法將編程環(huán)境提供的代碼和資源編程器、編譯器、連接、調(diào)試器，AppWizard、ClassWizard、Browser等不同編程階段使用的工具結(jié)合的天衣無縫，大大提高了代碼編制的自動(dòng)化程序，使得編程工作簡(jiǎn)潔、高效。 VisualC+6.0是當(dāng)前VC+語(yǔ)言的最新版本，是歷經(jīng)多次版本更新后，Microsoft公司與1999年推出的重要產(chǎn)品。Wind

46、ows下的應(yīng)用程序與DOS程序有著顯著的不同。從表面上看，Windows應(yīng)用程序中一般有對(duì)話框、窗口、菜單等資源，用戶需要使用鼠標(biāo)或鍵盤等交互手段向程序發(fā)送消息，通知程序完成一定的動(dòng)作功能，Windows程序可以打開一個(gè)或多個(gè)窗口等。但從更深的角度講，32位Windows下的應(yīng)用程序已經(jīng)根本打破了DOS系統(tǒng)640KB界限的障礙，在程序結(jié)構(gòu)、界面、編程風(fēng)格等方面有了巨大的差異。在當(dāng)今Wintel（Windows和Intel）體系主宰PC機(jī)的時(shí)代，用VC+6.0開發(fā)應(yīng)用程度，具有廣泛的適應(yīng)性，通用性和可移植性，能被絕大多數(shù)用戶所接受。因此，LK98B微機(jī)工作站的主控程序采用VC+6.0編寫。3.2

47、 微機(jī)工作站主控程序 考慮到用戶使用的方便，并且充分利用Windows操作系統(tǒng)的豐富資源和VC+6.0的功能，主控程序采用以菜單命令方式為主，以對(duì)話框和快捷命令鍵為輔的操作方式。 根據(jù)需要，主控程序的菜單命令包括以下幾種：（如圖3-1所示） 文件菜單：完成文件的管理與輸出。 設(shè)置菜單：完成方法選擇與參數(shù)設(shè)置。 控制菜單：完成實(shí)驗(yàn)過程的控制。 圖象菜單：完成圖形的修飾與疊加。 數(shù)據(jù)處理菜單：完成對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的各種數(shù)學(xué)處理。 分析研究菜單：完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的結(jié)果處理與作圖。 查看菜單：用于查看實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置與實(shí)驗(yàn)詳細(xì)數(shù)據(jù)等。.窗口菜單：用于設(shè)置新的窗口等功能。.幫助菜單：用于幫助操作人員更好地使用本系統(tǒng)。

48、圖3-1 主菜單屏幕顯示圖下面對(duì)每個(gè)菜單中的命令項(xiàng)逐一進(jìn)行介紹。3.2.1 文件菜單命令文件菜單(快捷鍵盤命令“Alt+F”)功能如下，如圖（3-2）所示：圖 3-2 文件菜單屏幕顯示圖新建 快捷鍵盤命令“Ctrl+N”。清除當(dāng)前緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，以備接受新的數(shù)據(jù)。此命令有快捷鍵 。打開 快捷鍵盤命令“Ctrl+O”。打開已存盤的數(shù)據(jù)文件，進(jìn)行各種處理。當(dāng)選擇“打開”命令時(shí)，屏幕彈出打開文件對(duì)話框，顯示當(dāng)前磁盤目錄，輸入要打開的文件名。按下“確定”即打開，按下“取消”則返回。此命令有快捷鍵 。存儲(chǔ) 快捷鍵盤命令“Ctrl+S”。將當(dāng)前緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存盤。當(dāng)選擇“儲(chǔ)存”命令時(shí)，屏幕彈出儲(chǔ)存文件對(duì)話框，

49、顯示當(dāng)前磁盤目錄，輸入要儲(chǔ)存的文件名。按下“確定”即將當(dāng)前緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)存盤，按下“取消”則返回。此命令有快捷鍵。另存為 快捷鍵盤命令“Ctrl+A”。將已存盤的數(shù)據(jù)文件另存為其它地址或文件名。另存為BMP - 快捷鍵盤命令“Ctrl+B”。用戶使用只個(gè)命令可以把LK98B的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化為BMP位圖文件，從而進(jìn)行圖形處理，而且位圖文件可直接插在Word文本文件中。用戶在得到一個(gè)實(shí)驗(yàn)圖形后，點(diǎn)擊“另存為BMP文件”命令，這時(shí)出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框，用戶可根據(jù)需要選擇文件保存的位置，并設(shè)立文件名，最后點(diǎn)擊“保存”即可。打印位置設(shè)置 選擇“打印位置設(shè)置”命令時(shí)，屏幕彈出打印設(shè)置對(duì)話框，用鼠標(biāo)點(diǎn)拖四個(gè)點(diǎn)，可以把

50、曲線圖定位在一張紙上您設(shè)定的某個(gè)位置上，按下“確定”即選好。打印 快捷鍵盤命令“Ctrl+P”。將當(dāng)前緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)從打印設(shè)備輸出。當(dāng)選擇“打印”命令時(shí)，屏幕彈出打印命令對(duì)話框，提示設(shè)置打印機(jī)參數(shù)。對(duì)高分辨率的激光打印機(jī)，將分辨率設(shè)定為300dpi。按下“確定”即將當(dāng)前緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)繪圖打印，同時(shí)打印出實(shí)驗(yàn)參數(shù)和數(shù)據(jù)處理結(jié)果。按下“取消”則返回。此命令有快捷鍵 。打印預(yù)覽 快捷鍵盤命令“V”。當(dāng)選擇“打印預(yù)覽”命令時(shí)，屏幕上顯示出欲打印的圖形的大小。按下“關(guān)閉”即返回。打印設(shè)置 快捷鍵盤命令“R”。當(dāng)選擇“打印設(shè)置”命令時(shí)，屏幕彈出打印機(jī)設(shè)置對(duì)話框提示設(shè)置打印機(jī)種類、紙張大小及紙張方向的參數(shù)。按下

51、“確定”即設(shè)置完畢返回。按下“取消”則保持原來的打印機(jī)參數(shù)返回。退出 快捷鍵盤命令“Ctrl+X”。退出本應(yīng)用程序。3.2.2 設(shè)置菜單命令設(shè)置菜單（快捷鍵盤命令“Alt+S”）包括：方法選擇、參數(shù)設(shè)定、系統(tǒng)設(shè)定、連接DAMMY、系統(tǒng)自檢、通訊測(cè)試、池控制等命令，如圖 （3-3） 所示 。 圖3-3 設(shè)置菜單屏幕顯示圖方法選擇 快捷鍵盤命令“T”。該框列出該儀器可以使用的技術(shù)。用戶使用此命令來選擇要使用的電化學(xué)技術(shù)。此命令有快捷鍵 。當(dāng)選擇“方法選擇”命令時(shí)，屏幕彈出方法選擇對(duì)話框，以供選擇不同的實(shí)驗(yàn)方法，如圖3-4所示。具體操作法是：先在“方法種類”欄中選定方法種類，再在“具體方法”欄中選定

52、具體方法，然后按下“確定”鍵，若使用極譜法則須選擇“極譜模式”。即用戶勾選極譜模式。在極譜模式實(shí)驗(yàn)中，有數(shù)種電化學(xué)技術(shù)可以采用極譜模式：普通直流極譜法，常規(guī)脈沖伏安法變稱為常規(guī)脈沖極譜法，差分脈沖伏安法變稱為差分脈沖極譜法。用戶選用極譜模式后，則無法使用溶出模式，故若采用溶出模式，則不得勾選極譜模式。按“取消”鍵則放棄方法選擇返回主菜單。例如，圖3-4選擇為“循環(huán)伏安法”。 圖3-4 方法選擇對(duì)話框參數(shù)設(shè)定 快捷鍵盤命令“P”。當(dāng)選擇“參數(shù)設(shè)定”命令時(shí)，屏幕彈出參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，以供設(shè)定各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)。此命令快捷鍵為。實(shí)驗(yàn)參數(shù)分為三類（如圖3-5所示）。第一類是開關(guān)控制參數(shù)，包括“基線扣除”和“i

53、R降補(bǔ)償”二個(gè)開關(guān)。當(dāng)點(diǎn)開“基線扣除”，即實(shí)現(xiàn)扣除基線功能（此基線扣除是對(duì)硬件的基線進(jìn)行扣除）；當(dāng)點(diǎn)開“iR降補(bǔ)償”命令時(shí)，屏幕彈出一小對(duì)話框，使用者可以用鼠標(biāo)拖動(dòng)滑動(dòng)開關(guān)，根據(jù)需要設(shè)定iR降補(bǔ)償程度（0-100%）即完成設(shè)定。第二類是靈敏度控制參數(shù)，包括“靈敏度選擇”、“濾波參數(shù)選擇”、“放大倍率”、等。第三類是實(shí)驗(yàn)過程控制參數(shù)，包括“起始電位（電流）”、“終止電位（電流）”、“等待時(shí)間”、“掃描增量”、“掃描速度”等，隨實(shí)驗(yàn)方法不同而改變（有關(guān)參數(shù)設(shè)置的具體事項(xiàng)，請(qǐng)閱讀第四章的有關(guān)章節(jié)）。參數(shù)設(shè)定好后，按下“確定”鍵，即參數(shù)設(shè)定完成，返回主菜單。按“取消”鍵則放棄參數(shù)設(shè)定返回主菜單。循環(huán)伏

54、安法“實(shí)驗(yàn)參數(shù)”中有：初始電位、開關(guān)1電位、開關(guān)2電位，初始電位只能設(shè)定在開關(guān)1和開關(guān)2電位之間（包括開關(guān)1和開關(guān)2電位），否則給出錯(cuò)誤提示。 圖3-5 參數(shù)設(shè)定對(duì)話框系統(tǒng)設(shè)定 快捷鍵盤命令“S”。當(dāng)選擇“參數(shù)設(shè)定”命令時(shí)，屏幕彈出系統(tǒng)設(shè)定對(duì)話框（如圖3-6所示）。有叁個(gè)串行通信口COM1和COM2或COM3供選擇，可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定。系統(tǒng)的預(yù)設(shè)通信口是“COM1”。其它參數(shù)如波特率等是系統(tǒng)固定參數(shù)。按下“確定”鍵返回主控菜單。 圖3-6 系統(tǒng)設(shè)定對(duì)話框連接DAMMY - 快捷鍵盤命令“D”。當(dāng)選擇“連接DAMMY”命令時(shí)，儀器連接內(nèi)部電阻。此命令快捷鍵為。 系統(tǒng)自檢 - 快捷鍵盤命令“H”。

55、當(dāng)選擇“硬件測(cè)試”命令時(shí)，將對(duì)硬件系統(tǒng)（電化學(xué)主機(jī)）進(jìn)行測(cè)試，以檢驗(yàn)主機(jī)和通信口工作是否正常，若正常，屏幕彈出一個(gè)對(duì)話框，說明連接成功，如不正常，則沒有對(duì)話框彈出。 通訊測(cè)試 - 快捷鍵盤命令“M”。當(dāng)選擇“通訊測(cè)試”命令時(shí)，屏幕將顯示“連接成功”字樣，表明儀器和電腦主機(jī)已聯(lián)通。此命令快捷鍵為。池控制 - 快捷鍵盤命令“C”。當(dāng)選擇“池控制” 命令時(shí)，屏幕彈出一對(duì)話框，用于設(shè)定電解池的控制參數(shù)。攪拌時(shí)間用于控制攪拌器在一定時(shí)間內(nèi)工作，導(dǎo)通用于電極的電化學(xué)清洗、除氧用于控制除氧時(shí)間，汞滴收集用于滴汞電極或靜汞電極的汞滴收集。此命令快捷鍵為。 3.2.3 控制菜單命令控制菜單（快捷鍵盤命令“Alt

56、+C”）包括：開始實(shí)驗(yàn)、重復(fù)實(shí)驗(yàn)、終止實(shí)驗(yàn)和傳感器測(cè)量等命令，如圖（3-8）所示。 圖 3-8 控制菜單屏幕顯示圖開始實(shí)驗(yàn) 快捷鍵盤命令“R”。當(dāng)選擇“開始實(shí)驗(yàn)”命令時(shí)，實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描顯示，指示實(shí)驗(yàn)進(jìn)程。此命令快捷鍵為。當(dāng)需要中止時(shí),點(diǎn)擊快捷鍵“ ” 鍵即可。重復(fù)實(shí)驗(yàn) 快捷鍵盤命令“P”。當(dāng)選擇“重復(fù)實(shí)驗(yàn)”命令時(shí)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)掃描。終止實(shí)驗(yàn) 快捷鍵盤命令“S”。當(dāng)選擇“終止實(shí)驗(yàn)”命令時(shí)，即實(shí)驗(yàn)中止。此快捷鍵命令為。傳感器測(cè)量 快捷鍵盤命令“N”。當(dāng)選擇“傳感器測(cè)量” 命令時(shí)，屏幕彈出一對(duì)話框 （如圖 3-9 所示），用于設(shè)定電解池的控制參數(shù)。輸入完畢實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按下“確定”即可。此命令的使用在“雙

57、高阻測(cè)量技術(shù)”中詳細(xì)討論。此快捷鍵命令為。圖 3-9 傳感器參數(shù)設(shè)定對(duì)話框3.2.4 圖象菜單命令 圖象菜單（快捷鍵盤命令“Alt+G”）包括：圖形疊加、設(shè)置線種、手動(dòng)調(diào)峰、圖象還原、圖象水平平移、圖象豎直平移、坐標(biāo)設(shè)置、自動(dòng)找峰、選擇對(duì)象、圖象放大、添加文字、繪制直線、繪制矩形、繪制圓形等命令，如圖（3-10）所示。 圖 3-10 圖象菜單屏幕顯示圖圖形疊加 快捷鍵盤命令“A”。當(dāng)選擇“圖形疊加”命令時(shí)，屏幕彈出數(shù)據(jù)文件目錄。使用者一手按下“Ctrl”鍵，另一手用鼠標(biāo)選擇所要疊加的已有的數(shù)據(jù)文件名，按下“確定”即返回主控菜單，同時(shí)屏幕上將所選擇的數(shù)據(jù)文件疊加起來顯示，用以對(duì)比。（見圖3-11

58、）圖3-11 圖形疊加顯示的文件選取設(shè)置線種 快捷鍵盤命令“T”。當(dāng)選擇“設(shè)置線種”命令時(shí)，屏幕彈出設(shè)置線種對(duì)話框，可以選擇某一條曲線來設(shè)置線條的粗細(xì)、顏色等。此命令快捷鍵為。手動(dòng)調(diào)峰 -快捷鍵盤命令“P”。此命令快捷鍵為。用戶使用這個(gè)命令可手動(dòng)處理結(jié)果以獲得更滿意的效果，而且仍可得到峰和波的電位、電流等報(bào)告。用戶可以憑目測(cè)來確定峰和波的基線。LK98B的峰形狀分為七種，即高斯峰（G峰）、擴(kuò)散峰（D峰）、階梯波(Sygmoidal)也叫S峰、塔菲爾曲線信息、二次諧波信息、正負(fù)峰、恒流斜率。當(dāng)點(diǎn)擊手動(dòng)找峰命令時(shí)會(huì)出現(xiàn)如下圖的對(duì)話框，若緩沖區(qū)內(nèi)的圖線已有峰高線，用戶既可在上重畫線也可將原有峰高線刪

59、除（選擇“刪除已有峰線”）。對(duì)于高斯峰，通過峰兩側(cè)的點(diǎn)來確定基線，先在一點(diǎn)點(diǎn)擊鼠標(biāo)鍵，將光標(biāo)拖向峰的另一端上的某一點(diǎn)，然后放開，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一條連接峰和基線的垂直線。對(duì)于擴(kuò)散峰，可將鼠標(biāo)移至峰腳處，按住鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)鼠標(biāo)是光標(biāo)移過峰電位處，放開鼠標(biāo)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一條連接峰和基線的垂直線。對(duì)于階梯波(Sygmoidal)，需要兩條基線，一條位于波腳，一條位于波的平頂處，在波腳處用鼠標(biāo)點(diǎn)一點(diǎn)，在峰電位下方點(diǎn)一點(diǎn)，再在峰電位上方點(diǎn)一點(diǎn)，最后在波的平頂處點(diǎn)一點(diǎn)，這時(shí)得到分別經(jīng)過波腳及波平頂處的兩條基線，和一條通過波中部的垂直線。當(dāng)選擇塔菲爾曲線信息時(shí)，根據(jù)用戶畫出的斜率和截距線，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，此時(shí)給出曲線

60、的斜率、截距數(shù)等內(nèi)容。當(dāng)選擇二次諧波信息時(shí)，用戶畫出諧波的基線，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，此時(shí)給出曲線的峰面積。恒流斜率是指恒電流圖形的線性部分的斜率，在恒電流圖形上選擇需要的線性部分即可。點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵即可讀取“峰信息”，包括峰類型、峰高、峰電位等信息。圖象還原 -快捷鍵盤命令“C”。當(dāng)選擇“圖象還原”命令時(shí)，顯示屏上的曲線還原為原始曲線。一般圖象還原與圖象放大聯(lián)用。此命令快捷鍵為。圖象水平平移 -快捷鍵盤命令“H”。當(dāng)選擇“圖象水平平移”命令時(shí)，屏幕彈出圖象水平平移對(duì)話框，由鼠標(biāo)拖動(dòng)按紐向左或向右移動(dòng)，移動(dòng)范圍為-50+50象索，顯示屏上的曲線則向左或向右移動(dòng)。此命令快捷鍵為。圖象豎直平移 -快捷鍵盤命