基于ARM和吸光度法的生化分析仪系统设计

发布时间：2017-09-25 13:21

  本文关键词：基于ARM和吸光度法的生化分析仪系统设计

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【摘要】：医学技术日星月异的发展,生化分析仪目前已成为众多医院必不可少的检验设备。全自动生化分析仪作为测定人体体液各项生化指标的分析仪器,它的精确度直接影响着诊断和治疗的结果,这些都为本文的研究提供了研究背景和企业需求。本文完成了硬件系统和软件系统的总体设计,硬件系统采用模块设计,通过CAN总线将所有模块连接到一起,每个模块均采用STM32作为主控芯片。设计了部分的硬件系统,主要包括自动进样模块、电机驱动模块、光路及检测系统模块和辅助控制模块。设计了自动进样模块,其中采用了THB6128芯片控制步进电机系统。设计了光路及检测系统,完成光电信号的发送和接收,并单独设计了可变波长光源驱动电路和光衰补偿电路。由于光信号的微弱性和非线性,采用AD549作为前置放大器,设计了计算吸光度的以LOG112为核心对数放大器。设计了基于DRV8834芯片的温度控制系统,并采用模糊PID控制算法控制帕尔贴,维持整个检测过程温度的恒定。设计了相关的软件系统,包括UC/OS-II系统移植和各个功能模块的实现以及自动进样、样品控温、数据采集、通讯相关软件。经过实际运行,验证了本文所设计的硬件系统和软件系统的正确性和合理性。
【关键词】：全自动生化分析仪 STM32 光电检测 对数放大
【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】：TH789
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-14
• 第1章 绪论14-19
• 1.1 课题背景及意义14-16
• 1.1.1 课题背景14
• 1.1.2 课题意义14-16
• 1.2 全自动生化分析仪的发展趋势16-18
• 1.2.1 国内外发展趋势16-17
• 1.2.2 发展概况17-18
• 1.3 课题简介及章节安排18-19
• 第2章 全自动生化分析仪的分类、工作原理与结构19-25
• 2.1 生化分析仪的分类19-20
• 2.1.1 流动式生化分析仪19
• 2.1.2 分立式生化分析仪19
• 2.1.3 离心式生化分析仪19
• 2.1.4 干片式生化分析仪19-20
• 2.2 生化分析仪的工作原理20-22
• 2.2.1 朗伯-比尔定律20-21
• 2.2.2 分光光度法21-22
• 2.3 生化分析的常用方法22-24
• 2.3.1 一点法22
• 2.3.2 二点法22-23
• 2.3.3 二点速率法23
• 2.3.4 速率A法23
• 2.3.5 其它方法23-24
• 2.4 自动生化分析仪的校准方法24
• 2.4.1 K因素法24
• 2.4.2 非线性法24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 全自动生化分析仪的开发环境及其整体结构25-30
• 3.1 全自动生化分析仪的开发环境25-27
• 3.1.1 RealView MDK工具介绍25
• 3.1.2 软件开发过程25-27
• 3.2 全自动生化分析仪的整体结构27-28
• 3.2.1 自动进样系统27-28
• 3.2.2 光路及其检测系统28
• 3.3 全自动生化分析仪的工作流程28-29
• 3.4 本章小结29-30
• 第4章 全自动生化分析仪硬件系统的设计30-49
• 4.1 整体设计方案30
• 4.2 主控芯片的选择30-32
• 4.2.1 STM32概述30-31
• 4.2.2 STM32F103性能介绍31-32
• 4.3 自动进样系统的设计32-42
• 4.3.1 蠕动泵简介32-34
• 4.3.2 步进电机简介34-36
• 4.3.3 基于STM32的步进电机驱动电路36-38
• 4.3.4 自动进样系统的硬件设计38-42
• 4.4 生化反应支持系统的设计42-47
• 4.4.1 温度信号采集42-43
• 4.4.2 温度控制系统的设计43-44
• 4.4.3 光路及其检测系统的设计44-46
• 4.4.4 CAN总线通信电路的设计46-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第5章 全自动生化分析仪的软件设计49-63
• 5.1 实时操作系统uC/OS-II简介49-53
• 5.1.1 uC/OS-II的特点49-51
• 5.1.2 uC/OS-Ⅱ的内核结构51
• 5.1.3 μC/OS-II的任务结构51-52
• 5.1.4 μC/OS-II的任务管理52
• 5.1.5 uC/OS-II的时间管理52-53
• 5.1.6 uC/OS-II的内存管理53
• 5.1.7 uC/OS-II的任务间通信53
• 5.2 实时操作系统uC/OS-II移植53-57
• 5.2.1 移植条件53-54
• 5.2.2 移植步骤54
• 5.2.3 设置与处理器相关的OS_CPU．H文件54-55
• 5.2.4 编写OS_CPU_C.C中与操作系统相关的函数55
• 5.2.5 OS_CPU_A.ASM文件55-57
• 5.3 基于CAN总线的软件设计57-59
• 5.3.1 CAN总线简介57
• 5.3.2 CAN通信设计57-59
• 5.4 基于模糊PID的温度控制系统59-62
• 5.4.1 模糊PID温度控制理论59-60
• 5.4.2 模糊PID温度控制器在Simulink中的设计60-62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 步进电机的建模及S曲线加减速算法的设计63-70
• 6.1 步进电机数学模型的建立63-65
• 6.2 步进电机S曲线加减速算法的设计65-66
• 6.3 加减速算法曲线的实现66-68
• 6.4 电机运动分析与曲线验证68-69
• 6.4.1 电机实际运动情况分析69
• 6.4.2 曲线验证69
• 6.5 本章小结69-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士期间发表的学术论文76-77
• 致谢77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 贡亚丽;王文明;;FPGA在步进电机控制中的应用[J];电子技术;2009年11期

2 刘成;刘爱华;;生化分析仪检测酶活性过程中底物耗尽的监测和处理[J];检验医学与临床;2011年04期

3 鄢盛恺;;从记数板到全自动化生物化学血液学临床免疫分析仪器[J];中国医疗器械信息;2010年01期

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本文编号：917580