基于正交矢量放大的MRS信号采集模块设计---- 采集模块硬件设计(三)

第五章采集模块软件实现

5.1 JLMRS仪器主控软件工作过程

核磁共振找水仪的主控软件工作过程如下：

首先系统初始化，包括软件初始化设置以及硬件初始化设置。软件初始化包括载入系统默认参数、调取注册表中该软件参数及仪器工作参数信息，如叠加次数，传送页数据量、建立数据文件等；硬件初始化包括设置当地的Lamor频率值、开始采集时间、采集时间等。

初始化系统后，上位机给大功率电源模块传送工作过程中所需要的电压，电源模块达到所设定值时，通知上位机。上位机收到电压准备好命令后，发射控制模块和脉冲产生模块产生发射脉冲，并开始发射。此时线圈、配谐电容以及发射模块组成谐振回路，线圈上产生当地lamor频率的正弦大功率激发脉冲，由线圈辐射的电磁场激发地下水中氢质子发生核磁共振现象，发射一定时间（发射时间，一般为40ms）后停止发射。由于发射停止后线圈上还存有残余能量，此时需要将线圈上及回路中其他部件上的残余能量释放掉，故系统需要在一定时间（即死区时间1）内通过特定电路释放能量。释放能量完毕后，系统通过切换开关线圈切换至接收状态，因切换开关切换过程本身存在一定延时，且自身的干扰，故切换过程需要有一定的延时（即死区时间2），延时结束后，信号采集模块采集信号。采集完毕后，将数据传送至上位机，并进行数据的处理与解释。

由主控软件的工作过程可知，采集模块首先需要设定Lamor频率值、开始采集时间、采集时间等。设置Lamor频率值是为了确定采样率，本采集模块采用1/4倍Lamor频率的采样率来进行采集。系统开始发射后，采集模块要在线圈回路中的残余能量释放完并且切换开关切换到接收状态后才能开始采集，所以需要设定开始采集时间（大于死区时间1+死区时间2）。

5.2通讯协议格式

5.2.1仪器系统通讯协议

核磁共振找水仪的通讯协议（Protocol）采用SYRIS的一种标准通讯协议，协议格式如表5.1所示。

详细说明如下：

SOH和END都是一个字节的控制字符：

SOH：控制器端定义为  ＜0x09＞：上位机向下位机传送数据及指令；

     设备端定义为    ＜0x0A＞：下位机向上位机传送数据。

END：控制器及设备端均固定为＜0x0D＞

其中为＜0x＞十六进制表示法。

TYPE：为标志号，固定为一个字节，本仪器通讯协议此位固定为A.

ID：为设备号，固定为一个字节，本采集模块的ID位为S.当上位机控制器端传送的ID值与模块地址编号相同时，该模块将会接收控制器端所传送的数据，而模块响应时，也会传回相同的地址编号。

FC：是通讯功能码（Function Code）。

DATA：数据段，其大小为不固定字节，根据设备的命令不同字长而不等。

BCC：错误检查代码（BCC CHECK）为两个字节，校验方法采用累加和的方法，第一个字节为高位，第二个字节为低位。