采用QCM传感器的生物芯片检测电路的原理设计

always @(posedge CLKX or negedge CNT_CLR)

begin

if (!CNT_CLR) //当CNT_CLR为低电平到来时，OUT=0;计数器清零

OUT=0;

else if (CNT_EN)

begin

OUT=OUT+1; //当CLKX的上升沿到来时，计数器加1

end　end

always @(posedge LOAD) //当锁存信号LOAD的上升沿到来时，执行以下语句

begin

FRE=OUT; //将OUT赋值给FRE

end

endmodule

上面给出了可编程逻辑器件EPM7128的计数模块的程序关键代码。CLK_1hz表示门控信号，CLKX表示被测脉冲，RST为系统复位信号，FRE为锁存后的脉冲频率数据，INT为给单片机的中断信号，这几个信号是计数模块中的输入、输出信号。在计数模块中还有几个内部定义的信号，CNT_EN为计数允许信号，CNT_CLR为计数清零信号，LOAD表示锁存信号，OUT表示锁存前的脉冲频率信号。门控信号为10Hz，每两个时钟周期进行一次频率测量，即在每两个时钟周期CLK_1hz内，先到来半个时钟周期的CNT_CLR，用于清零；随后，CNT_EN在一个时钟周期CLK_1hz内有效，进行计数；最后，在后到来的半个时钟周期内，当LOAD的上升沿到来时，锁存计数结果。

4、51单片机AT89S52的程序

51单片机先初始化定时器、串口及中断设置等，给EPM7128发出复位信号，然后进入大循环程序，等待外中断。当EPM7128计时时间到，给AT89S52的外中断0发出中断信号，AT89S52的程序跳到外中断中，进行数据处理，分别给出选择信号SEL0~SEL2的组合，分时接收EPM7128的数据信号，再通过串口发给上位机。由于所测频率不会超过10MHz，因此只读取24位数据即可。图5是外中断0中断程序流程图。

图5 外中断0中断程序流程图

实验结果

先往流池内加100微升血浆（温浴180S），旋转螺杆到刻度17.0，然后再通过侧面小孔注射进TT凝血酶溶液然后抽出注射器。图6所示是直径６mm血浆凝结实验（血浆＋TT凝血酶＝100＋100μl）。此图是石英晶体采用AT切向，电极为银膜，基频I0MHZ，晶体直径6mm（没有使用差频器），直接将10MHz石英晶体的频率送到可编程逻辑器件计数的结果。

图6 直径６毫米血浆凝结实验
QCM作为微质量传感器具有结构简单、成本低、振动Q值大、灵敏度高、测量精度可以达到纳克量级的优点，被广泛应用于化学、物理、生物、医学和表面科学等领域中。压电石英晶体传感器用于凝血因子检测具有使用方便、精度高和成本低等优点，有广阔的临床应用和推广前景。