[发明专利]应用于环形平台的数据采集控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于小鼠的学习记忆能力进行测试的行为学仪器——环形平台，能够完成实验数据采集、通讯和部件控制的装置，用于医学生物学和药物学领域的研究。

背景技术

环形平台(circular platform，CP)是一种对小鼠的学习记忆能力进行测试的行为学仪器。环形平台由Barnes在1979年首次用于大鼠空间学习记忆能力的检测，故又称Barnes迷宫。

环形平台装置在平台直径和开孔数等参数上各不相同，传统的环形平台程序采用人工记录。记录的指标仅仅是错误数和潜伏期。错误数是指搜索无隧道孔的次数。潜伏期是小鼠找到正确平台孔道前所耗的时间。

人工记录的效率低、指标少、数据精度低。此时的试验手段单一，如不能提供电刺激的试验手段、不能测定联合性学习记忆能力、不能准确评价小鼠的活跃程度，也不能记录图像等。在进行老年鼠学习记忆能力的研究时，由于老年小鼠的恐惧和焦虑性水平增加，雌鼠若缺乏电刺激的手段，往往导致试验时间过长。

因此，在环形平台应用于小鼠的研究和环形平台的自动化改造中，研制一种适应性强，检测精度高，能实时检测传输数据、并能控制电刺激等必要的实验条件的采集控制器，具有重要的应用价值。

发明内容

为解决环形平台自动化改造中存在的问题，本发明提供了一种应用于环形平台的数据采集控制装置，该采集控制装置解决了数据自动传输问题，并可提供电刺激和灯光刺激的控制功能。

本发明的技术方案如下：

一种应用于环形平台的数据采集控制装置，其特征在于：包括有单片机89C51(U15)，所述的单片机89C51(U15)连接有USB接口电路PDIUSBD12(U11)、串口通讯电路MAX232(U19)、看门狗电路DS1232(U20)、数模转换器DAC7545(U10)、I/O接口扩展电路；由控制面板输入的按键信号经按键输入电路的三极管(A1015、C1213)变换后，进入单片机；USB接口电路PDIUSBD12(U11)和数模转换器DAC7545(U10)、I/O接口扩展电路挂在同一条总线上；多个输入接口扩展芯片74LS244(U5、U6、U9、U12、U13)组成所述的I/O接口扩展电路，分别外接环形平台的各个红外线检测信号输入及其它信号输入，芯片74S139(U17A)、芯片74LS04(U18)、芯片74LS00(U16A、U16B、U16C、U16D)组成译码器电路，芯片74LS00(U16A、U16B、U16C、U16D)的各输出分别与各个输入接口扩展芯片74LS244(U6、U9、U12、U13)的片选端连接，完成输入端的片选；运算放大器LM741(U2)为数模转换器DAC7545(U10)的参考电压源，运算放大器LM741(U7)输出信号接入外围的电极刺激栅电路提供符合要求的电流；运算放大器CA3140(U1)组成电压比较器电路，用于电极刺激栅异常情况下的安全保护。

所述USB接口电路与单片机双向通讯，同时亦可与上级计算机双向通讯；所述控制面板通过按键输入电路与单片机双向通讯，以控制和显示仪器状态；来自环形平台的数据通过输入接口扩展芯片与数模转换器进入单片机；所述辅助电源控制、灯光控制、数模转换数据由单片机发出，数模转换电路控制电极刺激栅电路产生出规定时序、强度、波形的电刺激信号，并将反馈信号传输给单片机监控。

有益效果：本发明的优点是：

1、本发明结构简单，成本低。采用模块式结构，易于维护，可靠性高。采用单片机可以通过修改系统程序，提高本发明的环境适应能力，易于移植应用。

2、本发明的电刺激和数据采集由单片机控制，精度高，数据采集频率可达50次/秒。

3、在环形平台上实现了电刺激这一重要的试验手段，电极刺激栅电路可以按照单片机提供的数据产生复杂要求的电脉冲。

附图说明

图1是本发明用于小鼠的学习记忆能力测试的环形平台系统结构示意图。

图2是本发明环形平台的电控制原理框图之一。

图3是本发明环形平台的电控制原理框图之二。

具体实施方式

图1中有：支架1、工作平台2、光源3、4、摄像机5、音箱6、信息采集控制器7、计算机8、开孔9、轨道10、逃跑隧洞11、电极刺激栅12、动物活动探头13。

参见图1、2。用于小鼠的学习记忆能力测试的环形平台，包括安装于支架1上的工作平台2；为平台2提供声、光信号的音箱6和光源3、4；用于图像记录的摄像机5；完成平台控制和信息采集的信息采集控制器7；以及用于指挥与调度整个工作平台协调工作的计算机8和它的操作界面。