智能临床生化分析仪器的研究与设计

摘要

生化分析仪是临床医学中重要的检测仪器。本文在介绍了生化分析原理和生化测试的基础上，根据生化分析仪所要达到的性能指标、具体功能和成本要求等，设计了生化分析仪的总体结构、分配软件和硬件系统。 系统是以P89C669单片机为核心，实现了生化分析仪的硬件平台。该平台包括LCD显示模块、温度控制模块、打印模块、光栅调节模块、实时时钟模块、信号检测调理模块等，设计中运用了硅光电池进行信号检测，并辅以自动增益信号调理电路，在检测微小信号时提高了信噪比，提升了生化分析仪的检测精度。 生化分析仪的功能软件是由Keil C语言编写而成，根据各个不同硬件子模块的功能，设计了显示子程序、温度控制子程序、打印子程序、光栅调节子程序、时钟子程序、信号处理子程序等。各个子程序功能相互独立，便于程序模块的编写和调试，最后由主程序对各个子程序完成串联，组成生化分析仪的软件系统。 生化分析仪中的恒温控制系统的高精度控制是仪器设计的关键技术之一，恒温器件采用半导体制冷、制热元件，在对温度控制系统进行常规PID控制器、模糊PID参数自整定控制器和神经网络PID控制器的控制策略仿真研究的前提下，分析和比较了三种控制器的仿真性能，考虑了半导体制冷、制热元件的准确模型建立难、算法实现难易性和控制精度等原因，选择并设计了模糊PID参数自整定控制算法的单片机编程工程实现，实现了高精度温度控制。 生化分析仪已经通过初步的联机调试，运行稳定、结果准确，表明整个软硬件设计合理可靠。