自动染色机控制系统的设计与实现

发布时间：2017-10-09 15:42

  本文关键词：自动染色机控制系统的设计与实现

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【摘要】：自动染色机是一种对组织进行病理分析的医用设备,它主要用于组织学、病理学、生物学等领域对贴附于载片玻璃上的石蜡切片、冰冻切片等自动进行染色。对石蜡切片自脱蜡起的染色、透明等程序自动处理完成。使组织或细胞的某一部分染上与其他部分不同深度的颜色或不同的颜色,产生不同的折射率,使组织或细胞内各部分的结构显示得更清楚,便于利用光学显微镜进行观察。本文主要研究自动染色机的温度控制、吊篮运动控制系统和用户界面的实现方法。其中自动染色机主要由两大部分组成,第一部分主要为单片机AT89C55对两个步进电机、加热元件、轴流风机和电磁阀的控制,通过采集到的数据控制电动机的当前位置,并准确的运行到下一个位置。通过对两个步进电机的控制,实现标本吊篮的上下、左右的运动和抖动。加热部分采用数字化的PID算法作为温度控制的调节器,采用DS18B20作温度传感器,对加热缸的温度进行控制,对染色前的石蜡切片进行烘烤,使石蜡组织与玻璃片粘接牢固。第二部分为单片机对键盘和显示屏的实现。本文首先对以上两个部分进行理论分析,然后对整个系统的硬件部分和软件部分进行设计。通过单片机实现自动染色机的整个控制系统。为了使用户能直观、方便的操作自动组织染色机,本文设计了直观、易操作的用户界面,用户可使用键盘实现对染色机的操作,并且其操作过程可以直观的显示在显示屏上,从而实现人机会话。本文设计的自动染色机经实际运行,操作灵活,控制实时性好,可以得到理想的控制结果,满足了自动染色机的控制要求。自动染色机的运用可以很好地改进样品质量、降低操作技术人员的劳动强度,提高工作效率。设计的自动染色机,可用于医疗机构、研究机构的病理研究使用,对组织进行染色处理。
【关键词】：自动染色机 步进电机 温度控制 单片机
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH776.2;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 染色在病理学中的应用10-11
• 1.2 HE染色的基本原理11-12
• 1.2.1 细胞核染色的原理11
• 1.2.2 细胞质染色的原理11
• 1.2.3 HE染色中二甲苯、酒精和水洗用途11-12
• 1.2.4 分化和蓝化作用12
• 1.3 自动染色机研究的必要性12-13
• 1.4 自动染色机技术在国内外发展的状况13-14
• 1.5 自动染色机设计的主要内容14-16
• 第2章 自动染色机的系统组成16-24
• 2.1 自动染色机的技术要求16
• 2.2 自动染色机的系统概述16-22
• 2.2.1 自动冲洗系统18-19
• 2.2.2 加热系统和温度控制系统19-20
• 2.2.3 空气过滤装置20
• 2.2.4 自动染色机的运动控制系统20-22
• 2.3 本章小结22-24
• 第3章 控制系统硬件电路设计24-48
• 3.1 系统方案24
• 3.2 单片机的主机系统电路24-26
• 3.2.1 时钟电路25-26
• 3.2.2 复位电路26
• 3.3 日历时钟26-27
• 3.3.1 DS1302的结构及工作原理26
• 3.3.2 引脚功能及结构26-27
• 3.4 光电隔离27-29
• 3.5 温度控制系统29-31
• 3.5.1 温度检测单元29-30
• 3.5.2 温度控制电路30
• 3.5.3 DS18B20的控制方法30
• 3.5.4 CPU对DS18B20的访问流程30-31
• 3.6 继电器控制模块31
• 3.7 步进电机的信号采集模块31-34
• 3.7.1 光电开关31-33
• 3.7.2 接近开关及接口电路33-34
• 3.8 步进电机34-41
• 3.8.1 混合式步进电机的工作原理34-35
• 3.8.2 细分驱动器35-36
• 3.8.3 步进电机的控制方法36
• 3.8.4 步进电机的选用36-37
• 3.8.5 步进电动机驱动方案与电路37-41
• 3.9 人机接口41-46
• 3.9.1 液晶41-44
• 3.9.2 行列式键盘44-46
• 3.10 电源方案46-47
• 3.11 本章小结47-48
• 第4章 控制系统软件设计48-56
• 4.1 系统主程序设计48-49
• 4.2 温度控制模块程序算法49-52
• 4.3 步进电机模块控制程序52-53
• 4.3.1 自动染色机苏木精伊红染色步骤52-53
• 4.3.2 步进电机的控制流程53
• 4.4 人机接口模块程序53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 实验验证56-64
• 5.1 温度控制实验56-60
• 5.2 机械传动控制实验60
• 5.3 步进电机控制实验60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 总结与展望64-66
• 6.1 工作总结64
• 6.2 后续工作展望64-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-70
• 附件: 自动染色机控制系统原理图70-71

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