800速大型全自动生化分析仪控制系统的设计与实现

摘要

本论文工作是结合国家十五科技攻关项目“自动生化分析仪器的研制”课题(课题编号：2004BA706805)开展的。全自动生化分析仪是临床诊断中的重要仪器，主要用于测定人体体液中的各种生化指标。东软集团研制的NSA-800全自动生化分析仪，是我国首台大型全自动生化分析仪。 本文首先论述了NSA-800全自动生化分析仪，该机采用的是多单片机控制系统。本文提出了一种新的控制方案，用一片ARM和一片FPGA代替原机的控制系统，在保留原机外围电路不变的情况下，实现了生化分析仪的控制系统。 控制系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。硬件设计主要有芯片的选择和电路原理图的绘制。软件设计主要有ARM的初始化、并口通信协议、串口通信、模数转换程序等；重点论述了步进电机的加减速控制曲线，并用状态机来实现驱动脉冲的产生，实现了对步进电机匀速运动和变速运动的精确控制。 最后简单论述了控制系统的调试。调试结果表明：基于ARM和FPGA的控制系统是合理的，可行的，为今后控制系统的升级提供了一种理想方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1生化分析仪

1.1.1生化分析仪原理

1.1.2生化分析仪的分类

1.2国内生化分析仪发展概况

1.2.1国外发展状况

1.2.2国内发展状况

1.3本论文研究的内容、意义及内容安排

第二章全自动生化分析仪简介

2.1大型全自动生化分析仪简介

2.1.1生化分析仪的整体结构

2.1.2生化分析仪的工作过程

2.1.3生化分析仪的控制系统

2.2控制系统方案的确定

2.3本章小结

第三章控制系统的硬件设计

3.1控制系统总体方案设计

3.1.1 ARM的选型

3.1.2 FPGA的选型

3.2 ARM控制单元的硬件构成

3.2.1电源模块

3.2.2串口模块

3.2.3时钟和复位模块

3.2.4调试仿真模块

3.2.5电平转换模块

3.2.6模数转换模块

3.2.7温度控制模块

3.2.8信号放大模块

3.3 FPGA控制单元的硬件构成

3.3.1下载配置模块

3.3.2调试仿真模块

3.4本章小结

第四章控制系统的软件设计

4.1控制系统软件概述

4.2 ARM控制单元的软件设计

4.2.1开发环境简介

4.2.2芯片初始化

4.2.3串口和并口通信程序

4.2.4模数转换程序

4.2.5温度控制程序

4.3 FPGA控制单元的软件设计

4.3.1开发环境简介

4.3.2步进电机

4.3.3试剂臂初始化程序

4.3.4错误处理

4.4本章小结

第五章控制系统的调试

5.1硬件调试

5.1.1静态调试

5.1.2动态调试

5.2软件调试

5.2.1 ARM程序的调试

5.2.2 FPGA程序的调试

第六章结束语

6.1主要工作与创新

6.2设计的进一步改进

参考文献

致谢

附录：在学期间参与科研情况