DZ215單片機(jī)控制半自動(dòng)酶標(biāo)儀
DZ215單片機(jī)控制半自動(dòng)酶標(biāo)儀,dz215,單片機(jī),控制,節(jié)制,半自動(dòng),酶標(biāo)儀
單片機(jī)控制半自動(dòng)酶標(biāo)儀,指導(dǎo)教師:李 巖
學(xué) 生:郭一男
班 級:040301班,題目的來源,近二十年來,由于生物學(xué),近代物理學(xué),化學(xué),電子技術(shù),生物材料學(xué),機(jī)械學(xué),計(jì)算機(jī)等多種科學(xué)的飛速發(fā)展,并愈來愈深入得對生物學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛滲透,促進(jìn)了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)理論急實(shí)驗(yàn)室儀器和技術(shù)的發(fā)展.自動(dòng)化的檢測儀器的涌現(xiàn),大大提高了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的測量精度,速度,準(zhǔn)確度,從而使繁瑣的操作得以簡化,復(fù)雜的成分及微含量的測量得以實(shí)現(xiàn),酶標(biāo)分析儀就是在這種形式下出現(xiàn)的臨床檢測儀器,酶標(biāo)儀的檢測原理,酶是生物體內(nèi)細(xì)胞產(chǎn)生的具有高效特異催化作用的蛋白質(zhì),有趣的是,一種酶只對某一種化學(xué)反應(yīng)起催化作用,而對其他化學(xué)反應(yīng)不起作用。這就是酶的標(biāo)記原理。酶聯(lián)免疫吸附測試正是利用了抗體與抗原反應(yīng)的特異性、酶的標(biāo)記原理和高效催化作用,所以具有高度的特異性和靈敏性。,主要技術(shù)指標(biāo),檢測范圍： 0-3A(405nm)；
精度： 讀取范圍 0-4.0A；
準(zhǔn)確性 ±1%；
液晶顯示，聲光報(bào)警；
打印數(shù)據(jù)，完成與上位機(jī)通信。,酶標(biāo)儀硬件系統(tǒng),酶標(biāo)儀系統(tǒng)主要包括一下幾個(gè)部分：
濾波片
機(jī)械操作系統(tǒng)
數(shù)據(jù)的采集與傳輸
單片機(jī)控制系統(tǒng)
工作過程如下:
由光電檢測器檢測信號,經(jīng)過放大,A/D轉(zhuǎn)換,送入主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,判斷分析,另外由單片機(jī)控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)微面板的運(yùn)動(dòng),系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)框圖:,電機(jī)控制,控制系統(tǒng)的選擇,控制芯片選擇單片機(jī)89C51:
89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8位CPU和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。,主要特征:
與MCS-51 兼容，4K字節(jié)可編程閃爍存儲器，壽命100寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年，全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz，三級程序存儲器鎖定 128*8位，內(nèi)部RAM，32可編程I/O線，兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，5個(gè)中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。,電機(jī)控制系統(tǒng),在控制系統(tǒng)中，選用TA8435H步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)來完成微面板的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
芯片特點(diǎn):
工作電壓范圍寬（10V～40V）
輸出電流可達(dá)平均為1.5A，峰值可以達(dá)到2.5A；
具有整步、半步、細(xì)分、細(xì)分運(yùn)行方式可供選擇；
采用脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動(dòng)方式；
具有正／反轉(zhuǎn)控制功能；
帶有復(fù)位和使能引腳；
可選擇使用單時(shí)鐘輸入或雙時(shí)鐘輸入；,電路用一片TA8435H來驅(qū)動(dòng)電機(jī)，輸入信號有使能控制、正反轉(zhuǎn)控制和時(shí)鐘輸入，通過光耦可將驅(qū)動(dòng)器與輸入級進(jìn)行電隔離，以起到邏輯電平隔離和保護(hù)作用；該電路工作在1/8細(xì)分模式（M1、M1接高電平），可減小低速時(shí)的振動(dòng).
另外采用外部定時(shí)／計(jì)數(shù)器82C53來給TA8435H提供步進(jìn)脈沖。
82C53的工作方式是一種方波速率發(fā)生器。在這種方式下，當(dāng)CPU設(shè)置控制好后，輸出將為高電平，在寫完計(jì)數(shù)值后就自動(dòng)開始計(jì)數(shù)，輸出保持高電平；而當(dāng)計(jì)到一半計(jì)數(shù)值時(shí)，輸出變低直到計(jì)數(shù)到0，此后輸出又變高以重新開始計(jì)數(shù)。,放大電路系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的檢測范圍是0～405nm,檢測到的電流應(yīng)在0～100nA,通過一個(gè)5K電阻得到的電壓值在0～0.0005V，在經(jīng)過兩級放大之后，由于一級放大的倍數(shù)為100倍，那兩級放大之后，使其電壓值可以達(dá)到0～5V，剛好符合A/D轉(zhuǎn)換芯片AD976A輸入電壓的范圍，符合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。,,,,A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì),在A/D轉(zhuǎn)換電路中,選用由AD公司生產(chǎn)的AD976A, AD976A是AD公司推出的l6位高速,高精度A/D轉(zhuǎn)換器,最大通過率為100kSPS，輸入信號范圍為-l0一+I0V,帶寬為1.5MHz，它可以與8位,16位單片機(jī)和DSP方便接口,使用十分方便靈活。
它的主要特征如下:
(1)AD976A是具有100kSPs／200kSPs高通過率的并行輸出ADC；
(2)需+5V單電源供電，且具有100mW的低功耗：
(3)片上集成有ADC、參考電源和時(shí)鐘；
(4)采用開關(guān)電容／電荷重分布結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部的自動(dòng)校正邏輯可以校正內(nèi)部的非線性，從而使其性能總體上得到了優(yōu)化。,A/D轉(zhuǎn)換電路硬件連接圖:,顯示與鍵盤系統(tǒng)設(shè)計(jì),顯示系統(tǒng):
酶標(biāo)儀具有顯示功能，本設(shè)計(jì)中，主要顯示的是各路采集的數(shù)據(jù)，同時(shí)顯示時(shí)間日期等功能，所以用一般的LED顯示可能很難實(shí)現(xiàn)，所以我采用LCD液晶顯示，并采用PCF2111CT字符液晶驅(qū)動(dòng)模塊。,PCF2111CT模塊的主要特點(diǎn)有：
（1）工作電壓要求范圍大，DC2.25V—6.0V；低功耗，最大功耗100mW；
（2）內(nèi)置振蕩電路，無需外接振蕩器，只要在振蕩器輸入端與電源跨接一個(gè)電容，與地跨接一個(gè)電阻即可，使用設(shè)計(jì)方便；
（3）數(shù)據(jù)串行連續(xù)輸入，與外圍電路特別是單片機(jī)連接時(shí)，只需3根線，可以節(jié)約單片機(jī)的I/O口
（4）具有加電自動(dòng)復(fù)位功能；
（5）具有液晶底板背光驅(qū)動(dòng)功能。,液晶顯示電路連接圖:
39腳、40腳分別接單片機(jī)，37、38腳接發(fā)光二極管，用于液晶的背光顯示。單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2三腳分別充當(dāng)同步寫入時(shí)鐘CLB、數(shù)據(jù)輸入DATA、輸入控制DLEN的功能。初始化單片機(jī)時(shí)置P1.2為低電平，寫入數(shù)據(jù)時(shí)，置P1.2高電平。,鍵盤系統(tǒng):
系統(tǒng)的鍵盤輸入主要有0到8路數(shù)據(jù)采集的控制，復(fù)位等功能，需要的鍵盤數(shù)量較多，我采用8×2矩陣鍵盤，控制芯片則采用HD7279A。
HD7279A是一種管理鍵盤和LED顯示器的專用智能控制芯片，同時(shí)能對多達(dá)8×8的鍵盤矩陣的按鍵情況進(jìn)行監(jiān)視，具有自動(dòng)消除鍵抖動(dòng)并識別按鍵代碼的功能，從而可以提高CPU工作的效率.
HD7279A和微處理器之間采用串行接口，其接口電路和外圍電路簡單，占用口線少，加之它具有較高的性能價(jià)格比，因此，在微型控制器、智能儀表、控制面板和家用電器等領(lǐng)域中日益獲得廣泛的應(yīng)用。,軟件設(shè)計(jì),在主程序中，首先對單片機(jī)80C51等
功能芯片進(jìn)行初始化，
設(shè)定各項(xiàng)初值。然后檢測按鍵，
進(jìn)行按鍵處理。鍵盤處理結(jié)束后，
通過電機(jī)運(yùn)動(dòng)，
實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。,因?yàn)樾枰杉?路數(shù)據(jù)，所以用ch表示所采集的路段，其采集子程序流程圖如圖,謝謝各位老師指導(dǎo),
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