基于ARM和Linux的半自动生化分析仪的研究与设计

论文摘要

生化分析仪是医疗机构进行临床诊断所必须的仪器之一。它通过对血液等人体体液的分析来测定诸如葡萄糖、胆固醇等生化指标，这些常规生化指标可以帮助医生诊断疾病。生化分析仪在临床诊断和化学检验中具有重要作用。目前的半自动生化分析仪多以8位单片机为中央处理器，限制了仪器的性能。本文将嵌入式技术应用于生化分析仪的研制当中，选用了32位的ARM9处理器S3C2410A，嵌入Linux操作系统，搭建ARM+Linux的平台，设计了智能型半自动生化分析仪。本文介绍了生化分析仪的原理——朗伯-比尔定律及其核心部件——光电比色计。对半自动生化分析仪的整体架构进行了说明。半自动生化分析仪硬件结构上由电源、时钟、复位电路，存储器系统，液路控制系统，光路控制系统，恒温控制系统（包括温度测量和温度控制），数据采集系统，人机交互系统（包括键盘、触摸屏、液晶显示器LCD和微型打印机）和其他一些接口等组成，对于这些外围硬件模块本文给出了详细设计。在半自动生化分析仪软件设计方面，本文详细介绍了交叉编译调试环境的建立，引导装载程序U-Boot的移植，Linux内核的裁减与移植，设备驱动程序的设计，文件系统的建立与移植，应用程序的编写与移植。本生化分析仪的功能包括MiniGUI图形用户界面、运动控制、温度控制、数据处理、打印功能及SQLite数据库管理等。该新型半自动生化分析仪使用方便，性价比高，适用于国内的中小型医疗机构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 生化分析仪概述
• 1.2 国内外发展状况
• 1.3 本课题研究的目的和意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第二章 生化分析仪原理与结构
• 2.1 生化分析仪原理
• 2.1.1 朗伯-比尔定律
• 2.1.2 光电比色计
• 2.2 半自动生化分析仪整体架构
• 第三章 半自动生化分析仪主芯片S3C2410A
• 3.1 ARM简介
• 3.2 Samsung S3C2410A介绍
• 第四章 半自动生化分析仪各外围硬件模块设计
• 4.1 电源、时钟及复位电路模块
• 4.1.1 电源电路
• 4.1.2 时钟电路
• 4.1.3 复位电路
• 4.2 存储器系统
• 4.3 液路控制系统
• 4.4 光路控制系统
• 4.5 恒温控制系统
• 4.5.1 温度测量电路
• 4.5.2 温度控制电路
• 4.6 数据采集系统
• 4.7 人机交互系统
• 4.7.1 键盘
• 4.7.2 触摸屏
• 4.7.3 液晶显示器LCD
• 4.7.4 微型打印机
• 4.8 其他接口
• 第五章 半自动生化分析仪软件设计
• 5.1 建立交叉编译调试环境
• 5.2 引导装载程序（BootLoader）
• 5.3 Linux内核的裁减与移植
• 5.4 设备驱动程序设计
• 5.4.1 步进电动机驱动程序
• 5.4.2 AD976A驱动程序
• 5.5 文件系统的建立与移植
• 5.6 应用程序的编写与移植
• 5.6.1 图形用户界面MiniGUI
• 5.6.2 嵌入式数据库SQLite
• 5.6.3 打印模块应用程序
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 本文创新点
• 6.3 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士在读期间发表的论文清单