糖化血红蛋白分析仪的软件系统设计

发布时间：2017-10-18 13:29

  本文关键词：糖化血红蛋白分析仪的软件系统设计

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【摘要】：糖化血红蛋白分析仪是测定血红蛋白与葡萄糖联合程度的仪器,它是糖尿病患者疾病控制程度的一项良好的指标,糖化血红蛋白的检测为医生的诊断、治疗提供了可靠地依据,具有很大的临床意义。本文在糖化血红蛋白分析仪的强大的硬件系统和灵巧的机械结构基础上,完成了分析仪的软件设计。在完成总体方案设计的基础上,设计了CAN总线通信协议,对帧类型和各模块编址,并进行了软件实现;针对系统中大量使用的步进电机,按照步进电机加速-匀速-减速运动规律,通过DMA控制器自动更新定时器的计数值,改变激励脉冲之间的时间间隔,从而改变脉冲的频率和精确控制电机运动步数,设计了步进电机控制软件;为了保证测试精度,确保待测样品的活性,模拟了恒温环境,为克服温度的惯性特性,采用模糊自适应PID控制算法,设计了温控软件;编制了A/D采样程序,光电转换的模拟数据通过12位A/D转换,运用朗伯-比尔定律完成了数字量的分析处理软件;为了便于使用者操作和观察检测结果,移植了UCGUI图形支持系统,简化了上位机界面的设计及开发周期;移植了uCOS-II实时操作系统,实现了多任务的切换和调度,提高了任务响应的实时性;移植了FATFS文件系统和uIP协议栈,实现了文件管理、数据存储及网络通信。对所设计的软件,经软件仿真和实际运行,系统各模块功能准确实现。
【关键词】：糖化血红蛋白 STM32 模糊PID CAN总线 UC/OS-II
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH776
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题研究的背景和选题意义12-13
• 1.1.1 糖化血红蛋白简介12
• 1.1.2 与血糖区别12
• 1.1.3 选题的意义12-13
• 1.2 糖化血红蛋白分析仪的研究现状13-14
• 1.2.1 糖化血红蛋白分析仪国外的研究状况13
• 1.2.2 糖化血红蛋白分析仪国内的研究状况13-14
• 1.3 课题研究内容及主要章节安排14-16
• 第2章 软件系统的整体设计16-22
• 2.1 ARM Cortex-M3概述16-18
• 2.1.1 开发环境16
• 2.1.2 硬件结构16-17
• 2.1.3 软件系统体系及特点17-18
• 2.2 光学检测原理18-19
• 2.3 软件系统的整体分析19-20
• 2.4 本章小结20-22
• 第3章 进样系统的软件设计22-40
• 3.1 进样系统概述22-25
• 3.1.1 进样系统的组成部分22-25
• 3.2 进样系统的工作原理25-29
• 3.2.1 步进电机的工作原理26
• 3.2.2 CAN总线工作原理26-29
• 3.3 进样系统功能的软件实现29-39
• 3.3.1 步进电机的启停控制实现29-34
• 3.3.2 混匀电机调速的控制实现34-35
• 3.3.3 CAN通信的实现35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 检测系统的软件设计40-54
• 4.1 检测系统的概述40
• 4.2 检测系统的组成部分40-45
• 4.2.1 入射光源40-41
• 4.2.2 光电转换41-43
• 4.2.3 温度传感器43
• 4.2.4 帕尔贴制冷器43-45
• 4.3 检测系统的主要原理45-46
• 4.3.1 模糊自适应控制45-46
• 4.4 检测系统的软件实现46-52
• 4.4.1 DS18B20温度读取转换实现47-49
• 4.4.2 数字PID控制实现49-50
• 4.4.3 A/D转换器实现50
• 4.4.4 simulink的仿真对比50-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第5章 辅助系统的软件设计54-62
• 5.1 辅助系统的概述54
• 5.2 uCGUI的特点及移植54-57
• 5.2.1 UCGUI的特点54-55
• 5.2.2 uCGUI的移植55-57
• 5.3 FatFs文件系统57-59
• 5.3.1 FatFs文件系统简介57
• 5.3.2 SD卡硬件电路57-58
• 5.3.3 FatFs的移植58-59
• 5.4 uIP网络模块59-62
• 5.4.1 网络硬件模块59-60
• 5.4.2 uIP简介60-61
• 5.4.3 uIP的移植61-62
• 第6章 实时操作系统uC/OS-II及其移植62-72
• 6.1 uC/OS-II操作系统的概述62-64
• 6.1.1 uC/OS-II操作系统的特点63-64
• 6.2 μC/OS-II的内核结构64-68
• 6.2.1 uC/OS-II内核体系结构图65
• 6.2.2 任务状态及其转换关系65-67
• 6.2.3 任务控制块概述（OS_TCB）67
• 6.2.4 任务的切换67
• 6.2.5 中断服务67-68
• 6.3 uC/OS-II任务间通信方式68-69
• 6.3.1 信号量68
• 6.3.2 消息邮箱68
• 6.3.3 消息队列68-69
• 6.4 uC/OS-II的移植69-70
• 6.4.1 概述69
• 6.4.2 设置与处理器相关的OS_CPU．H文件69-70
• 6.5 本章小结70-72
• 结论与展望72-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士期间发表的学术论文78-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 刘伟;刘璇;檀润华;;基于专利分析的蠕动泵设计研究[J];工程设计学报;2013年05期

2 张英平;张朝阳;;基于单片机的逐次比较型AD转换电路设计[J];阜阳师范学院学报(自然科学版);2014年02期

3 姜杉;冯文浩;杨志永;刘筠;;基于模糊PID调节的核磁兼容机器人气动控制技术[J];机器人;2012年05期

4 路敦强;吴晓荣;;基于MSP430F5438和FatFs嵌入式文件系统的实现[J];天津师范大学学报(自然科学版);2011年02期

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本文编号：1055183