普通显微镜操作控制平台的自动化改造

摘要

目前，高科技研究型显微镜(例如的透射电子显微镜、扫描电子显微镜)等光学仪器的调焦系统大部分都已经采用了自动调焦，有些配备数码照相系统，这些仪器价格昂贵。本项目旨在将普通显微镜(例如目前高等学校普遍使用的产品型号为XSP-2C、44X3A的显微镜)进行改造，并在数台普通显微镜组成的局域网内数据传送、图像传送方面优越于高科技研究型显微镜，减少了普通的教学系统的教学成本，更适合当前我国教学状况。 本系统采用步进电机控制驱动载物台的X、Y两轴和进行图像观察的Z轴运动，对三维运动平台进行了结构设计，整个系统采用上位机控制，RS232通讯。在上位机的图像处理中，对当前图像清晰度判别函数进行对比，并采用小波变换对图像清晰度进行判别，使系统快速聚焦。对系统的运动精度和定位精度进行了分析，用误差补偿的方法提高了系统的精度。 本项目的主要工作 (1)自制多轴控制器，采用一片单片机通过扩展，控制四个方向的步进电动机，即显微镜载物台的X、Y及Z轴方向，镜头的转动方向。 (2)控制普通(改进后的)显微镜使用的计算机操作平台，采用VB6.0编程，精确显示显微镜物镜的位置。通过数码照相，在该操作平台上亦能显示图像，显微镜物镜的操作与显示图像的清晰度联系在一起，有利调节比较。 (3)在该显微镜使用的计算机操作平台上，不仅精确显示显微镜物镜的当前位置，同时能保留十几个这样精确显示显微镜物镜的位置(可根据需要添加)的显示，以便在以后的显微镜测试相同、相似标本时，能迅速使物镜到达指定位置，然后再进行微调，节省时间，提高工作效率。因此该设备具有记忆显示功能。 (4)数据共享 将数十台普通显微镜的改造后，联成局域网，把教师用的计算机操作平台作为总台，在总台上可将调整好的精确显示物镜的位置，通过局域的联接，下传到学生用的控制显微镜计算机操作平台上，学生便可根据教师的数据很方便的调节显微镜，达到预期的效果。同时，教师用计算机操作平台(总台)上显示学生调节的数据，可方便的制止学生因操作不当(例如调节超限)损坏显微镜，具有保护功能。将数十台普通显微镜的改造后，联成局域网，如果因学生的显微镜或标本不同、显微镜损坏等原因，教师可直接把图像传送给学生，进行演示讲解，达到预期教学的效果。此项目的装置具有反应速度灵敏、误差小、对环境要求比较宽松、装置体积小；成本较低，因此具有较大的社会效益和经济效益、较广泛的应用前景。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第一章绪论

第二章底层控制与上下位机通信

第三章上层软件实现

第四章系统精度控制定性分析

第五章总结与展望

参考文献

附录

攻读硕士论文期间发表的学术论文

致谢

个人简历