嵌入式微型生化分析仪硬件系统的研究

论文摘要

微型生化分析仪作为现代生物医学仪器,在当今医疗检测中发挥着越来越重要的作用,特别是在现场检测、动态监测、野外作业、医疗救护、环境监测、航空航天等领域,有着广阔的应用前景。嵌入式技术的发展,更是使得集数据采集、处理、以及结果的分析、显示于一体的便携式检测分析系统成为当前的研究热点。本论文在国防预研项目的支持下,以嵌入式技术为依托,在中心前期研究MS-Ⅱ型半自动生化分析仪的基础上,进行嵌入式微型生化分析仪硬件系统的研究,以期研制出一种集数据采集、数据处理、数据存储、结果分析、结果显示等功能于一体的微型生化分析系统。论文主要研究工作是:①以嵌入式技术为依托、结合图像传感技术和信号处理技术,提出了基于S3C2410A的嵌入式微型生化分析仪硬件系统的总体设计方案。②提出了采用触摸屏作为输入设备、采用LCD和打印机作为输出设备的人机交互方案,设计了人机交互系统,并给出了硬件和软件的实现方案。③深入研究了系统光谱探测器的特点,结合信号采集相关理论和微机控制原理,设计了基于ARM9的光谱信号采集系统等。④调试了CCD驱动电路、光谱信号采集、LCD显示、触摸屏输入、通信等模块,结合嵌入式微型生化分析仪的软件系统和机械系统对整个嵌入式系统进行了测试。⑤完成了样机的调试和应用实验研究,实验结果证明了该系统基本达到了实用化要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.3 本文研究的意义及主要内容
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 主要研究内容
• 2 嵌入式微型生化仪硬件系统
• 2.1 引言
• 2.2 生化分析仪的工作原理
• 2.3 嵌入式生化分析仪及其硬件系统
• 2.4 硬件系统要求分析
• 2.4.1 硬件系统功能要求分析
• 2.4.2 CCD 电信号分析
• 2.5 元器件选型
• 2.5.1 处理器的选择
• 2.5.2 LCD 和触摸屏
• 2.5.3 打印机
• 2.5.4 数据存储器
• 2.5.5 温度传感器
• 3 嵌入式系统硬件设计
• 3.1 引言
• 3.2 硬件系统总体方案
• 3.3 核心板
• 3.4 电源、复位和JTAG
• 3.4.1 电源和复位
• 3.4.2 JTAG
• 3.5 信号采集模块
• 3.5.1 CCD 驱动电路
• 3.5.2 A/D 转换电路
• 3.5.3 数据缓冲电路
• 3.5.4 信号采集模块工作原理
• 3.6 人机交互接口模块
• 3.6.1 LCD
• 3.6.2 触摸屏
• 3.6.3 打印机接口电路
• 3.7 温度测量及控制模块
• 3.7.1 温度测量
• 3.7.2 温度控制
• 3.8 通信模块
• 3.8.1 串口
• 3.8.2 USB
• 3.8.3 并口
• 3.9 整体设计
• 3.9.1 电磁兼容性设计
• 3.9.2 整体设计
• 4 系统调试
• 4.1 引言
• 4.2 电路板电气检查
• 4.3 基本功能调试
• 4.3.1 JTAG 口调试及初始程序下载
• 4.3.2 串口调试与程序下载
• 4.3.3 USB
• 4.4 触摸显示模块的调试
• 4.4.1 LCD 驱动编写及调试
• 4.4.2 触摸屏的调试
• 4.5 信号采集电路的调试
• 4.6 硬件系统特性
• 4.7 嵌入式微型生化分析仪的测试
• 5 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读硕士学位期间发表论文情况