[发明专利]一种基于FPGA的微粒检测统计系统及方法

权利要求书

1.一种基于FPGA的微粒检测统计系统，包括多个微粒分析模块和SPI接口电路，所述的多个微粒分析模块通过所述的SPI接口电路与主控制器连接，微粒信号通过A/D转换器与微粒分析模块连接，其特征在于所述的微粒分析模块包括滤波电路、微粒识别电路、译码电路和统计电路，所述的A/D转换器与所述的滤波电路连接，所述的滤波电路与所述的微粒识别电路连接，所述的微粒识别电路与所述的译码电路连接，所述的微粒识别电路与所述的统计电路连接，所述的译码电路与所述的统计电路连接，所述的统计电路通过所述的SPI接口电路与所述的主控制器连接，所述的译码电路通过所述的SPI接口电路与所述的主控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA的微粒检测统计系统，其特征在于所述的微粒识别电路包括微分器、幅度比较器、宽度比较器、状态机和峰值保持模块；

所述的统计电路包括模式控制模块、地址发生器、SRAM操作控制器和SRAM存储器；

滤波电路分别与所述的微分器、幅度比较器和宽度比较器连接，所述的微分器、所述的幅度比较器和所述的宽度比较器分别与所述的状态机连接，所述的状态机与所述的峰值保持模块连接，所述的微分器、所述的幅度比较器和所述的宽度比较器分别与所述的峰值保持模块连接，所述的峰值保持模块与所述的地址发生器连接，所述的状态机与所述的SPI接口电路连接；

所述的译码电路与所述的模式控制模块连接，所述的峰值保持模块与地址发生器连接，所述的地址发生器通过SRAM操作控制器与SRAM存储器连接，所述的模式控制模块与地址发生器连接，所述的模式控制模块与所述的SRAM操作控制器连接，所述的SRAM存储器与所述的SPI接口电路连接。

3.一种基于FPGA的微粒检测统计方法，其特征在于具体包括如下步骤，步骤一：被测微粒通过Coulter传感器或光阻传感器得到微粒脉冲信号，微粒脉冲信号通过低噪声放大器放大，并通过带通滤波器进行滤波；

步骤二：将通过带通滤波器的微粒脉冲信号进行A/D转换变成微粒数字信号；

步骤三：定义正常信号峰值幅度范围为800mV～5V，单个微粒信号宽度范围为15us～30us，AD采样率为1MHz，AD参考电压为5V，AD采样数据为8位，微粒数字信号经过微粒识别模块；具体步骤如下：

(1)、微粒数字信号经过微分器，微分器能反映微粒数字信号的趋势，如果微粒数字信号的微分值大于0，则微粒数字信号处于上升过程中；如果微粒数字信号的微分值小于0，则微粒数字信号处于下降过程中；

(2)、微粒数字信号经过幅度比较器，如果微粒数字信号处在上升过程中，则判断微粒数字信号峰值电压是否大于800mV，如果微粒数字信号峰值电压大于800mV，则满足峰值幅度条件，如果微粒数字信号峰值电压小于等于800mV，则认为该信号为干扰信号；如果微粒数字信号处在下降过程中，则判断微粒数字信号峰值电压是否小于400mV，如果微粒数字信号峰值电压小于400mV，则认为信号满足结束条件，如果微粒数字信号峰值电压大于或等于400mV，则认为是信号没有满足结束条件；

(3)、微粒数字信号经过宽度比较器，对于单峰信号，判断微粒信号宽度是否在15us～30us之内；对于双峰信号，则判断微粒信号宽度是否在25～60us之内；

(4)、状态机根据其当前状态及微分器、幅度比较器和宽度比较器来决定下一个状态，如果微粒数字信号的状态以S0→S1→S2→S3→S4→S0进行转换且微粒信号宽度在15～30us之内，则认为微粒数字信号为单峰信号；如果微粒数字信号的状态以S0→S1→S2→S3→S4→S5→S6→S7→S8→S0进行转换且微粒信号宽度在25～60us之间，则认为微粒数字信号为双峰信号，如微粒数字信号以S0→S1→S0→S1进行转换，则认为微粒数字信号为干扰信号，若微粒数字信号以S0→S1→S2→S3→S4→S0进行转换，但微粒信号宽度大于30us或小于15us，则认为微粒数字信号为干扰信号；

步骤四：当判断出信号为正常微粒数字信号，则将该微粒数字信号的峰值波形保持并传输给统计电路，统计电路在SRAM存储器中根据该峰值进行个数统计。