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全自动特定蛋白分析仪控制系统的设计与实现

梁志荣  
【摘要】:全自动特定蛋白分析仪控制系统负责时序控制、数据处理与存储等基本功能,是全自动特定蛋白分析仪研制的一个核心内容。选择控制系统这一关键部分进行重点研究,不但具有重要的学术意义,而且具有较大的实用价值。本文首先较为全面地讲述了课题在国内外的研究动态和发展现状,详细介绍了国内外的相关产品,并由此引申出课题研究的重要意义。接着分析了全自动特定蛋白分析仪的机械和硬件结构,并确定控制系统的设计方案。然后针对控制系统上位机和下位机设计两个部分,重点论述了全自动特定蛋白分析仪控制系统的设计与实现。全自动特定蛋白分析仪的控制系统架构由上位机、中位机及下位机组成,三者相互通讯,通过相互协调和资源调度来完成时序动作的控制。上位机由一台PC组成,完成人机交互及数据处理。中位机为主控板,利用高性能ARM负责解析指令。下位机由ARM及FPGA共同组成,下位机的ARM用于处理复杂的时序和应答、FPGA通过接收ARM的指令,同时控制多路电机和阀开关。内部采用闭环反馈控制,使得系统更加保证和稳定,能够有效地解决以往常用的控制系统的板卡繁多和通讯问题,而且下位机具有很好的扩展性,能够直接拓展新需求。通过对所研究的分析仪进行性能验证测试,测试结果说明了分析仪的可靠性,从而证明了所设计的控制系统合理可行。最后对控制系统的设计方案和实现过程进行总结,并针对设计中存在的不足提出了一些改进措施。


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