【正文】 ’s condition. Along with the development of science and technology, the small biochemical analyzer with fast detection, easy operation and low cost have bee an important direction of development in recent years. Studying though the principles of biochemical analysis and the basis of biochemical test, and according to the performance indicators of the biochemical analyzer to be achieved, the architectures of control system of the biochemical analyzer is designed, and a clear and reasonable distribution for the hardware and software functions is made.Based on embedded technology as the core, thoroughly studied the ARM system structure ,an intelligent semiautomatic clinical chemistry analyzer is designed by using LPC2124 ARM7 EMPU. The control methods of various functional modules of biochemical analyzer are also introduced in detailed. In accordance with the characteristics of system modules on the system, the principle of design and production of PCB is expounded , so that the hardware platform has certain antiinterference capacity.Concerning software development of semiautomatic clinical chemistry analyzer, the debugging environment ADS and simulation tool HJTAG are introduced at length. According the functional requirements of the system and modularization method of programming, the display module, keyboard handling, A / D converter module, realtime clock , temperature control module and the other module are designed. At the same time, this paper also discusses the general method of debugging in the software design and debug and sums up a number of solutions.Finally, some function modules related to the whole system have been experimented and tested. At the same time carried on the error analysis to the test result. The aforesaid research and research and develop achievement’s validity and pratical value have been proved by laboratory simulation. This has laid a good foundation for final pletion of the semiautomatic biochemical analyzer and the future development and study, among these, System task scheduling method and biochemical analytical methods have certain popularization using value.Keyword: Biochemical analyzer。在半自動(dòng)生化分析軟件設(shè)計(jì)方面，以及仿真調(diào)試工具HJTAG；按照系統(tǒng)功能要求和模塊化程序思想，設(shè)計(jì)了顯示模塊、鍵盤(pán)處理、A/D轉(zhuǎn)換模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和溫度控制模塊等。當(dāng)人體組織發(fā)生病變時(shí),病人體液中的生化指標(biāo)將會(huì)發(fā)生變化,準(zhǔn)確而快速的檢測(cè)出這些生化指標(biāo),可以為醫(yī)生診斷和確定病人病情提供科學(xué)的依據(jù)。除文中已注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)后作品成果。本人授權(quán)江蘇大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部?jī)?nèi)容或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保 密 □，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確的方式標(biāo)明。隨著科學(xué)技術(shù)和人類(lèi)社會(huì)的不斷發(fā)展，檢測(cè)快速、操作簡(jiǎn)單直觀(guān)、低成本、高性能小型生化分析儀是近年來(lái)一個(gè)重要的發(fā)展方向。同時(shí)本文還論述了程序調(diào)試的一般方法，在軟件設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程中的問(wèn)題，總結(jié)了一些的解決方案。LPC2124。 Antidisturbing目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒論 1 引言 1 國(guó)內(nèi)外的分類(lèi)以及研究現(xiàn)狀與趨勢(shì) 1 本文研究的意義和主要內(nèi)容 3 本章小結(jié) 4第二章 生化分析儀的原理和結(jié)構(gòu) 5 引言 5 生化測(cè)試基礎(chǔ) 5 5 6 6 9 9 半自動(dòng)化生化分析儀的結(jié)構(gòu) 10 本章小結(jié) 11第三章 半自動(dòng)生化分析儀的硬件設(shè)計(jì) 12 嵌入式處理器LPC2124簡(jiǎn)介 12 LPC2124控制器的外圍電路的設(shè)計(jì) 14 電路最小系統(tǒng) 15 JTAG接口電路 17 光路系統(tǒng) 18 溫控系統(tǒng) 20 液路系統(tǒng) 21 前端數(shù)據(jù)采集和調(diào)理電路 22 25 系統(tǒng)印刷電路板(PCB)設(shè)計(jì) 28 本章小結(jié) 30第四章 生化分析儀的軟件設(shè)計(jì) 31 ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境和HJTAG仿真器的應(yīng)用 31 ADS集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 31 HJTAG 仿真器的介紹和應(yīng)用 33 生化分析儀的軟件結(jié)構(gòu) 35 生化分析儀的程序設(shè)計(jì) 37 啟動(dòng)代碼程序設(shè)計(jì) 37 鍵盤(pán)處理程序 41 實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊程序設(shè)計(jì) 42 數(shù)據(jù)采集模塊程序 43 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊程序 43 LCD液晶顯示模塊 44 溫度控制模塊程序 47 打印模塊 47 本章小結(jié) 48第五章 系統(tǒng)的調(diào)試和性能測(cè)試 49 系統(tǒng)調(diào)試 49 硬件調(diào)試 49 軟件調(diào)試 49 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 49 調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決辦法 49 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析 49 AD7705的測(cè)試結(jié)果 49 實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果 49 誤差分析 49第六章 總結(jié)和展望 49 論文工作的總結(jié) 49 未來(lái)工作的展望 49參考文獻(xiàn) 49攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文 49致 謝 49第一章 緒論 引言 生化檢驗(yàn)是醫(yī)生確定病人病情的重要手段之一,通過(guò)對(duì)人體體液（血液、尿液等）的檢驗(yàn)可以測(cè)定其中的各項(xiàng)生化指標(biāo),如轉(zhuǎn)氨酶：血糖血脂、 尿素氮、淀粉酶、免疫球蛋白等。近幾十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)尤其是醫(yī)學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種生化分析儀器也取得了飛速的發(fā)展，可以從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)。單通道型的生化分析儀，每次進(jìn)樣只能測(cè)定一個(gè)項(xiàng)目，多通道的一次進(jìn)樣可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)項(xiàng)目。 全自動(dòng)生化分析儀[9]，從加樣至出結(jié)果的全過(guò)程完全由儀器自動(dòng)完成。同時(shí)由于其價(jià)格低廉、靈活方便、運(yùn)行費(fèi)用低，特別適合大中型醫(yī)院病房、急診化驗(yàn)，小型醫(yī)院、防疫站、計(jì)劃生育服務(wù)站等門(mén)診化驗(yàn)。目前我國(guó)生化分析儀生產(chǎn)水平較低，僅限于半自動(dòng)和剛剛起步的小型全自動(dòng)生化儀的生產(chǎn)，難以滿(mǎn)足臨床檢驗(yàn)的需求。 本文研究的意義和主要內(nèi)容 生化分析儀自20世紀(jì)50年代末面世以來(lái)，發(fā)展十分迅速。 近些年來(lái)，臨床實(shí)驗(yàn)室迅速發(fā)展，臨床檢驗(yàn)技術(shù)將迅速達(dá)到敏感，特異，準(zhǔn)確，快速，安全的水平。自動(dòng)生化分析儀的開(kāi)發(fā)且完全模仿并代替了手工操作。但由于我國(guó)醫(yī)療器械產(chǎn)品總體水平落后，國(guó)內(nèi)只有為數(shù)不多的幾家半自動(dòng)生化分析儀廠(chǎng)家，全自動(dòng)生化分析儀目前仍處于技術(shù)不全面狀態(tài)。本文完成的工作如下：分析生化分析原理，生化測(cè)試基礎(chǔ)，討論生化分析儀的控制系統(tǒng)方案，根據(jù)生化分析儀所要達(dá)到的性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)生化分析儀控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，對(duì)硬件和軟件功能做了合理的分配。選用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件程序的編寫(xiě)。生化分析過(guò)程分為兩步進(jìn)行處理，第一步，求取各個(gè)生化反應(yīng)的反應(yīng)吸光度。第二章 生化分析儀的原理和結(jié)構(gòu) 引言在本章中,我們通過(guò)對(duì)生化測(cè)試一般原理的分析,總結(jié)了生化分析儀的原理,同時(shí)比較幾種常見(jiàn)的生化分析方法,并通過(guò)對(duì)生化分析儀結(jié)構(gòu)的分析,闡述了各部分的功能。其測(cè)量原理如圖 所示。 分光光度法的原理圖 布格(Bouguer)和朗伯(Lambert)在1729年和1760年闡明了光輻射強(qiáng)度和吸收層厚度的關(guān)系，1852 年比爾(Beer)又提出光輻射強(qiáng)度和吸收物濃度也具有類(lèi)似的關(guān)系，布格—朗伯—比爾定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為[14]： ()其中: A——光通過(guò)介質(zhì)被介質(zhì)吸收的吸光度T——透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比即透光率——入射光強(qiáng)度——透射光強(qiáng)度ε——介質(zhì)摩爾吸光系數(shù)()c——吸收物的摩爾濃度(ml/mol)b——吸收層厚度(cm) 上式表明，當(dāng)特定波長(zhǎng)的單色光通過(guò)溶液時(shí)，樣品的吸光度與溶液中吸收物濃度和光通過(guò)的距離成正比。一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分析過(guò)程,要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟：首先，監(jiān)測(cè)生化反應(yīng)過(guò)程的吸光度變化，獲取生化反應(yīng)曲線(xiàn),取得反應(yīng)吸光度；第二步,由反應(yīng)吸光度求取生化指標(biāo)的值[15]。在利用終點(diǎn)法進(jìn)行定量分析時(shí)分別需要對(duì)空白、標(biāo)準(zhǔn)和待測(cè)樣品三個(gè)試樣進(jìn)行測(cè)量，得到三個(gè)吸光度值，分別為：、和；。：試劑盒中標(biāo)準(zhǔn)液的給定濃度。它屬于分析化學(xué)中的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照法。通過(guò)測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)樣品和試劑的吸光度變化來(lái)測(cè)定酶的反應(yīng)速率。正是因?yàn)殡p波長(zhǎng)法有著單波長(zhǎng)法無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn),在許多臨床生化檢驗(yàn)試劑盒中,都同時(shí)給出了單波長(zhǎng)法和雙波長(zhǎng)法兩種檢驗(yàn)參考波長(zhǎng)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以消除樣品、試劑的顏色、濁度以及一些干擾物質(zhì)對(duì)測(cè)定的干擾。一般認(rèn)為，工作方程是線(xiàn)性函數(shù)A=kC+B。按照校準(zhǔn)的方法可以分成兩點(diǎn)線(xiàn)性法、多點(diǎn)線(xiàn)性法、一點(diǎn)線(xiàn)性法。 半自動(dòng)化生化分析儀的結(jié)構(gòu)生化分析儀主要用來(lái)對(duì)人的血液和其他體液中的各種生化指標(biāo)進(jìn)行分析。而另一部分工作，如吸入反應(yīng)液、保溫、波長(zhǎng)選擇、吸光度檢測(cè)、結(jié)果的計(jì)算、打印等功能,則仍可由儀器自動(dòng)完成。光路控制系統(tǒng)包括光源和單色器，另一臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)濾光輪轉(zhuǎn)動(dòng)使其上的干涉濾光片從鹵鎢燈發(fā)出的光中濾出不同波長(zhǎng)的單色光，以滿(mǎn)足不同試劑的需要。人機(jī)交互系統(tǒng)包括鍵盤(pán)、LCD顯示屏及微型打印機(jī),提供友好的人機(jī)接口,方便醫(yī)務(wù)人員的操作。為滿(mǎn)足我國(guó)大多數(shù)中小醫(yī)療機(jī)構(gòu)對(duì)生化分析儀的特殊需求，本文將當(dāng)前流行的嵌入式技術(shù)應(yīng)用到生化分析儀的開(kāi)發(fā)當(dāng)中，采用一片Philip公司的LPC2124作為整個(gè)生化分析儀的控制核心，對(duì)外圍液路控制系統(tǒng)、光路控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和人機(jī)交互系統(tǒng)等進(jìn)行控制，對(duì)整個(gè)分析工作進(jìn)行調(diào)控。128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行。它的對(duì)嵌入式的 Flash 存儲(chǔ)器支持JTAG、ISP和IAP等多種編程方式，這對(duì)終端的調(diào)試和遠(yuǎn)程自動(dòng)升級(jí)的設(shè)計(jì)是極為方便的[22]。128位寬度接口/加速器實(shí)現(xiàn)高達(dá)60MHz操作頻率。u 嵌入式跟蹤宏單元（ETM）支持對(duì)執(zhí)行代碼進(jìn)行無(wú)干擾的高速實(shí)時(shí)跟蹤。u 向量中斷控制器。u 2個(gè)低功耗模式：空閑和掉電。在必要的時(shí)候作一些部件實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證電路圖的正確性。2 JTAG電路。4 前端數(shù)據(jù)采集和調(diào)理電路。 電路最小系統(tǒng) 1. 電源模塊 電源是整個(gè)系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)，穩(wěn)定的電源是整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定工作的前提條件。 電源模塊示意圖 7805是5V的穩(wěn)壓電源模塊，輸入電壓可以在8～18V內(nèi)波動(dòng)，輸出可以穩(wěn)定在5V。2. 復(fù)位電路 微控制器在上電時(shí)狀態(tài)并不確定,將造成微控制器不能正確工作。,這個(gè)電路成本低廉,但不能保證任何情況下都產(chǎn)生穩(wěn)定可靠 復(fù)位電路的復(fù)位信號(hào),所以一般場(chǎng)合需要使用專(zhuān)門(mén)的復(fù)位芯片。MAX708S可有效的增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性及工作效率。LPC2124的振蕩器可工作在兩種模式下：振蕩模式和從模式。 (a)振蕩模式 (b)從模式 JTAG