基于ARM的便携式血液流变测试仪控制系统设计

论文摘要

临床研究表明,血液流变学指标与心血管、动脉、血液等方面的众多疾病有高度相关性,在医学研究和临床诊断中具有重要的参考价值。如今血液流变学指标的测定已成为生物医学工程和临床医学等领域研究的热点。随着嵌入式技术的日益成熟及其在生物医学工程领域的广泛应用,医疗器械正在向小型化、便携化发展。本课题结合国内外血液流变测试仪的研究现状,利用ARM-LINUX嵌入式技术,在U型毛细血管型粘度计的基础上设计出一种便携式全自动血液流变测试仪。这既顺应了嵌入式技术的发展趋势,又为血液流变测试仪向便携型发展做出了贡献,有着重要的现实意义。文章分析了课题的意义及国内外现状,指出市场上现有产品的不足,提出便携式血液流变测试仪的设计方案。根据便携式血液流变测试仪的设计原理和功能需求,选择嵌入式处理器ARM9芯片S3C2410和嵌入式LINUX操作系统。对控制系统进行模块划分,其中包括电机驱动控制模块、电磁阀驱动控制模块、小键盘输入模块、数据采集模块、LCD显示模块、串口打印机模块、U盘存储模块、网络接口模块等,详细介绍了各硬件模块设计思想及具体电路,给出了LINUX系统下各功能块的驱动程序代码。通过用标准质控液进行整机的性能测试,测量结果在质控液参数范围之内,重复率在2%以内,符合医用标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 课题研究内容
• 2 嵌入式系统概述
• 2.1 嵌入式系统定义
• 2.2 嵌入式系统发展
• 2.3 嵌入式系统特点
• 2.4 嵌入式系统结构
• 2.5 嵌入式系统软硬件选型原则
• 2.5.1 嵌入式处理器的选择
• 2.5.2 嵌入式操作系统的选择
• 3 系统整体设计
• 3.1 设计原理
• 3.2 功能需求分析
• 3.3 控制芯片选取
• 3.3.1 ARM 微处理器核简介
• 3.3.2 S3C2410 简介
• 3.4 操作系统选取
• 3.5 开发环境选取
• 4 硬件系统具体实现
• 4.1 整体框架
• 4.2 电机、电磁阀驱动控制模块
• 4.3 数据采集模块
• 4.3.1 AD1674 芯片简介
• 4.3.2 电路设计原理
• 4.4 LCD 显示模块
• 4.4.1 LCD 显示屏简介
• 4.4.2 S3C2410 的 LCD 控制器
• 4.4.3 硬件连接原理图
• 4.5 键盘模块
• 4.6 串口微型打印机模块
• 4.6.1 微型打印机简介
• 4.6.2 硬件连接原理图
• 4.7 USB 存储模块
• 4.8 网络接口模块
• 4.8.1 DM9000 简介
• 4.8.2 硬件连接原理图
• 4.9 电源模块
• 4.10 电路板制作
• 5 驱动程序编写
• 5.1 LINUX 设备驱动概述
• 5.1.1 设备驱动程序的概念
• 5.1.2 LINUX 设备分类
• 5.1.3 LINUX 下的驱动程序
• 5.1.4 LINUX 下驱动程序的特点
• 5.1.5 LINUX 字符设备驱动程序设计
• 5.2 电机、电磁阀驱动程序
• 5.3 AD 转换驱动程序
• 5.4 串口驱动程序
• 5.5 键盘驱动程序
• 5.6 LCD 驱动程序
• 5.6.1 Frambuffer 驱动
• 5.6.2 驱动编写
• 5.7 USB 驱动程序
• 5.8 DM9000 驱动程序
• 6 系统性能测试
• 6.1 硬件模块及驱动程序测试
• 6.1.1 电源模块测试
• 6.1.2 键盘模块测试
• 6.1.3 LCD 模块测试
• 6.1.4 USB 存储模块测试
• 6.1.5 电机、电磁阀控制模块测试
• 6.1.6 AD 转换模块测试
• 6.2 软硬件结合测试
• 6.3 整机样品测试
• 7 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B：作者在攻读硕士学位期间参与项目