基于ARM的便携式流式细胞仪设计

发布时间：2017-05-27 19:26

  本文关键词：基于ARM的便携式流式细胞仪设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：流式细胞仪(Flow cytometer, FCM)是一项集激光技术、电子物理技术、光电测量技术、计算机技术以及细胞荧光化学技术、单克隆抗体技术为一体的新型高科技仪器。从1953年第一台流式细胞仪问世至今,流式细胞仪已获得了突飞猛进的发展。目前流式细胞仪整体分为科研型和临床型两种,而便携式临床应用型流式细胞仪的开发是当今相关领域的一大热点。目前国内外对于便携式流式细胞仪的开发均处于实验室阶段,本文在充分分析流式细胞仪的相关背景基础之上,提出了以微流控芯片为平台,采用嵌入式ARM处理器为控制核心的一套手持式流式细胞检测装置的总体构想,该装置主要包括：微流控芯片平台、光学检测系统、ARM控制系统、数据采集与存储系统、数据处理系统、电源供电系统等。由于时间所限,本论文主要完成其中的ARM控制系统及数据采集的部分内容。具体为： (1)搭建用于检测荧光颗粒的光学检测系统,其中光源为中心波长488nm的蓝光LED,此外,光学检测系统还包含滤光片、光敏二极管等光学器件。 (2)改写针对OK6410开发板内置ADC芯片的驱动程序,利用内置ADC采集外部模拟输入信号,并利用QT图形化界面开发软件,编写基于阈值法的脉冲信号计数程序并下载到ARM嵌入式开发板中运行,完成了整个信号采集与分析系统的搭建。 (3)利用ARM嵌入式开发板的GPIO管脚模拟SPI总线控制外接ADC芯片,并将外接ADC芯片替换内置ADC芯片,添加到信号采集与分析系统中。完成对经光电二极管、放大滤波电路处理之后的荧光颗粒信号的采集工作,而内置ADC将来仍可用于采集RPS信号。 (4)绘制外置AD7707芯片的PCB电路图,并利用Solidworks打印便携式系统的封装模型,将本文所做的光学检测系统、信号采集电路,嵌入式开发板等相结合,搭建整个便携式流式细胞仪设备,并对系统进行了测试。
【关键词】：流式细胞仪 ARM Linux驱动程序 QT
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN492;TP368.1;TH79
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题背景11-14
• 1.1.1 流式细胞仪简介11-12
• 1.1.2 流式细胞仪的发展现状12-13
• 1.1.3 流式细胞仪目前存在的缺陷13-14
• 1.2 本文研究内容14-15
• 1.3 本章小结15-16
• 第2章 LED光学信号检测平台搭建16-20
• 2.1 微流控芯片简介16-17
• 2.1.1 微流控芯片简介16-17
• 2.1.2 检测荧光颗粒信号的原因17
• 2.2 光学检测平台的搭建17-18
• 2.3 光学检测平台正确性验证18-19
• 2.4 本章小结19-20
• 第3章 基于开发板内置AD的信号检测20-34
• 3.1 Linux系统底层驱动简介20-21
• 3.1.1 Linux系统简介20
• 3.1.2 底层驱动程序的概念及意义20-21
• 3.2 内置AD简介21-22
• 3.3 AD驱动及测试程序编写22-23
• 3.3.1 AD驱动程序编写22-23
• 3.3.2 AD测试程序编写23
• 3.4 实验结果及结果分析23-25
• 3.5 Qt软件测试程序的编写25-27
• 3.6 仿真结果及分析27-28
• 3.7 程序移植及整个系统联调28-32
• 3.7.1 将Qt移植到开发板中28-29
• 3.7.2 将测试程序移植进开发板29-30
• 3.7.3 结合内置AD联调系统30-31
• 3.7.4 系统联调结果及结果分析31-32
• 3.8 本章小结32-34
• 第4章 基于外置AD7707芯片的信号检测34-50
• 4.1 GPIO简介及研究意义34
• 4.1.1 GPIO简介34
• 4.1.2 研究GPIO的意义以及应用前景34
• 4.2 GPIO驱动程序的编写及内核烧写34-36
• 4.2.1 GPIO驱动程序编写34-36
• 4.2.2 将GPIO驱动程序烧写进内核36
• 4.3 GPIO测试程序的编写及结果分析36-39
• 4.3.1 GPIO测试程序编写36-37
• 4.3.2 实验结果以及结果分析37-39
• 4.4 内置AD存在的缺陷39-40
• 4.5 AD7707芯片简介以及电路焊接40-43
• 4.5.1 AD7707芯片简介40-41
• 4.5.2 芯片寄存器的研究41-43
• 4.6 SPI驱动及测试程序编写43-44
• 4.6.1 SPI驱动编写43-44
• 4.6.2 测试程序编写44
• 4.7 结果以及分析44-47
• 4.8 联调外接AD电路测试结果及分析47-49
• 4.8.1 AD7707寄存器配置47-48
• 4.8.2 外接AD测试结果48-49
• 4.8.3 结果分析49
• 4.9 本章小结49-50
• 第5章 便携式流式细胞仪的封装50-55
• 5.1 AD7707外接电路的设计50-52
• 5.1.1 AD7707的硬件配置50
• 5.1.2 AD7707PCB板的制作50-52
• 5.2 便携式流式细胞仪的制作52-53
• 5.3 实物实验结果及结果分析53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第6章 总结与展望55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-59
• 致谢59-60
• 作者简介60

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