【正文】 給用戶提供一個(gè)良好的人機(jī)交互界面。u 采用與Centronics標(biāo)準(zhǔn)兼容的并行打印機(jī)接口。一般而言，進(jìn)行整體布局時(shí)要遵守以下原則：1) 按照電路信號(hào)的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使信號(hào)盡可能保持一致方向；盡可能將強(qiáng)電信號(hào)和弱電信號(hào)分開，將數(shù)字信號(hào)電路和模擬信號(hào)電路分開。同時(shí)還應(yīng)將各功能單元的接地塊與主機(jī)的電源地相連。 本章小結(jié) 本章根據(jù)上一章提出的生化分析儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)性能要求，對(duì)其硬件進(jìn)行了詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。 ADS 的組成部分名稱描述使用方式代碼生成工具ARM 匯編器，ARM 的C、C++編譯器，Thumb 的C、C++編譯器，ARM 連接器由CodeWarrior IDE 調(diào)用集成開發(fā)環(huán)境CodeWarrior IDE工程管理，編譯連接調(diào)試器AXD，ADW/ADU，armsd仿真調(diào)試指令模擬器ARMulator由AXD 調(diào)用ARM 開發(fā)包一些底層的例程，實(shí)用程序(如fromELF)一些實(shí)用程序由CodeWarriorIDE 調(diào)用ARM 應(yīng)用庫(kù)C、C++函數(shù)庫(kù)等用戶程序使用由于用戶一般直接操作的是CodeWarrior IDE集成開發(fā)環(huán)境和AXD調(diào)試器，所以這里我們只介紹這兩部分軟件的使用。其中，HJTAG SERVER實(shí)現(xiàn)調(diào)試代理的功能，而HFLASHER則實(shí)現(xiàn)了FLASH燒寫的功能。調(diào)試軟件（AXD/RVDS/IAR/KEIL）通過(guò)RDI接口與HJTAG SERVER進(jìn)行交互。HFLASHER通過(guò)RDI接口與HJTAG SERVER進(jìn)行交互，以訪問和控制目標(biāo)開發(fā)板。_main()，它初始化庫(kù)并最終引導(dǎo)CPU進(jìn)入main()函數(shù)。但這也意味著每一次循環(huán)所有的模塊都會(huì)被訪問到，這會(huì)使系統(tǒng)或者系統(tǒng)某些模塊始終工作在“滿負(fù)荷”（正常運(yùn)行方式）下，這不符合資源的經(jīng)濟(jì)利用和代碼效率的提高。這樣不同時(shí)間間隔的任務(wù)，可以使用同一個(gè)定時(shí)器，由調(diào)度器根據(jù)計(jì)數(shù)器值判斷是否添加到等待執(zhí)行隊(duì)列中去。每當(dāng)一個(gè)中斷發(fā)生以后，ARM處理器便強(qiáng)制把PC指針置為向量表中對(duì)應(yīng)中斷類型的地址值。3. 初始化堆棧因?yàn)锳RM有7種執(zhí)行狀態(tài)，每一種狀態(tài)的堆棧指針寄存器（SP）都是獨(dú)立的。|Image$$RO$$Limit|：表示RO區(qū)末地址后面的地址，即RW數(shù)據(jù)源的起始地址|Image$$RW$$Base|：RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址，也就是編譯器選項(xiàng)RW_Base指定的地址|Image$$ZI$$Base|：ZI區(qū)在RAM里面的起始地址|Image$$ZI$$Limit|：ZI區(qū)在RAM里面的結(jié)束地址后面的一個(gè)地址程序先把ROM里|Image$$RO$$Limt|開始的RW初始數(shù)據(jù)拷貝到RAM里面|Image$$RW$$Base|開始的地址，當(dāng)RAM這邊的目標(biāo)地址到達(dá)|Image$$ZI$$Base|后就表示RW區(qū)的結(jié)束和ZI區(qū)的開始，接下去就對(duì)這片ZI區(qū)進(jìn)行清零操作，直到遇到結(jié)束地址|Image$$ZI$$Limit|。 鍵盤處理程序 鍵盤在單片機(jī)中應(yīng)用系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)，傳送命令等。在ARM ADS環(huán)境中，還另外提供了一套系統(tǒng)級(jí)的呼叫機(jī)制。下面是在ADS下，一種常用存儲(chǔ)器模型的直接實(shí)現(xiàn)：LDR r0,=|Image$$RO$$Limit| ；得到RW數(shù)據(jù)源的起始地址LDR r1,=|Image$$RW$$Base| ；RW區(qū)在RAM里的執(zhí)行區(qū)起始地址LDR r2,=|Image$$ZI$$Base| ；ZI區(qū)在RAM里面的起始地址CMP r0,r1 ；比較它們是否相等 BEQ %F10 CMP r1,r3 LDRCC r2,[r0],4 STRCC r2,[r1],4 BCC %B01 LDR r1,=|Image$$ZI$$Limit| MOV r2,02 CMP r3,r1 STRCC r2,[r3],4 BCC %B2程序?qū)崿F(xiàn)了RW數(shù)據(jù)的拷貝和ZI區(qū)域的清零功能。因?yàn)橐话阆到y(tǒng)運(yùn)行的速度瓶頸都存在于存儲(chǔ)器訪問，所以存儲(chǔ)器訪問時(shí)序應(yīng)盡可能的快；而同時(shí)又要考慮到由此帶來(lái)的穩(wěn)定性問題。一般通用的內(nèi)容包括：中斷向量表、初始化存儲(chǔ)器系統(tǒng)、初始化堆棧、初始化有特殊要求的斷口，設(shè)備、初始化用戶程序執(zhí)行環(huán)境、改變處理器模式和呼叫主應(yīng)用程序。u 另一方面，從底層的角度來(lái)看，調(diào)度器可以看作是一個(gè)由許多不同任務(wù)共享的喚醒時(shí)鐘。生化分析儀的程序?qū)⒃谖⒖刂破魃想姷臅r(shí)候開始運(yùn)行，并在斷電的時(shí)候停止運(yùn)行，因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)以超級(jí)循環(huán)為框架，將各任務(wù)模塊嵌入到該框架中，循環(huán)不間斷運(yùn)行。在設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)的功能，將軟件分成若干個(gè)功能相對(duì)獨(dú)立的模塊，包括鍵盤處理模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、顯示模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。隨著軟件的更新和升級(jí)，HFLASHER支持的芯片類型也會(huì)不斷的增加。通過(guò)RDI接口，HJTAG能夠支持大多數(shù)主流的ARM 調(diào)試軟件。 HJTAG 仿真器的介紹和應(yīng)用1. HJTAG 仿真器的介紹 HJTAG[37]是一款簡(jiǎn)單易用的調(diào)試代理軟件，功能和流行的MULTIICE 類。 ADS集成開發(fā)環(huán)境和HJTAG仿真器的應(yīng)用 ADS集成開發(fā)環(huán)境ADS集成開發(fā)環(huán)境是ARM公司推出的ARM核微控制器集成開發(fā)工具，英文全稱為ARM Developer Suite。同時(shí)，在系統(tǒng)中還要主要元器件工作時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲，因此在設(shè)計(jì)中，這樣可以很好的濾除高頻噪聲的影響，同時(shí)也能減少電源和地平面上的紋波和“毛刺”。對(duì)于地線，當(dāng)同一印制板上有多個(gè)不同功能的電路時(shí),可將同一功能單元的元器件集中于一點(diǎn)接地，自成獨(dú)立回路。器件的布局是設(shè)計(jì) PCB 的第一步。打印字符包括96個(gè)ASCII字符；希臘文、德文、俄文、法文等字母，日文片假名，部分中文字，數(shù)學(xué)符號(hào)，打印字符，塊圖符；32個(gè)用戶可定義字符。、讀控制信號(hào)/RD、寫控制信號(hào)/WR和數(shù)據(jù)類型選擇信號(hào)與模塊的 A0(指令/數(shù)據(jù))連接。在中規(guī)模圖形液晶顯示模塊產(chǎn)品中，相當(dāng)一部分采用RA8806作為控制器。 本系統(tǒng)的總線接了兩個(gè)器件，分別是RX8025時(shí)鐘芯片和一個(gè)AT24C512EEPROM存儲(chǔ)芯片。輸出寄存器中有新的數(shù)據(jù)字時(shí)，DRDY變?yōu)榈碗娖健?. 溫度信號(hào)及吸光度信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換電路 該溫度信號(hào)及吸光度信號(hào)A/D轉(zhuǎn)換電路采用AD7705[28]?！?0”、“01” 和“10”時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度為230和37，這樣對(duì)溫度的調(diào)節(jié)比較容易控制。本溫控系統(tǒng)由溫度傳感器(AD590)及半導(dǎo)體制冷制熱部件組成。1）D1=1，場(chǎng)效應(yīng)管全部截止，不控溫；2）D1=0，D2=0，場(chǎng)效應(yīng)管4導(dǎo)通，2截止，帕爾貼為加熱狀態(tài)；3）D1=0，D2=1，場(chǎng)效應(yīng)管2導(dǎo)通，4截止，帕爾貼為致冷狀態(tài)；工作中，選擇反應(yīng)溫度（系統(tǒng)有4個(gè)控制溫度：常溫、和）后，通過(guò)溫度傳感器得到與實(shí)際溫度相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)作為反饋信號(hào)，根據(jù)控制算法計(jì)算出控制量,當(dāng)控制量為正時(shí)，令D2=0（加熱狀態(tài)），當(dāng)控制量為負(fù)時(shí)，令D2=1（致冷狀態(tài)），控制量的絕對(duì)值調(diào)整PWM的占空比。2）當(dāng)P12為高電平時(shí)，三極管P1截至，所以端輸出電壓由電位器R的分壓決定，為+6V，光源全開。前者主要由系統(tǒng)的元件決定，而后者則是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技巧，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法都是采用恒壓源或者恒流源給鹵素?zé)艄╇?。在每次轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，都有一定的誤差存在。圖中，JTAG接口上的信號(hào)nRST、nTRST與終端主板的復(fù)位電路相連，形成線與關(guān)系，達(dá)到共同控制系統(tǒng)復(fù)位的目的[25]。LPC2124的振蕩器可工作在兩種模式下：振蕩模式和從模式。,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)合需要使用專門的復(fù)位芯片。 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。4 前端數(shù)據(jù)采集和調(diào)理電路。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。u 向量中斷控制器。128位寬度接口/加速器實(shí)現(xiàn)高達(dá)60MHz操作頻率。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。人機(jī)交互系統(tǒng)包括鍵盤、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。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。按照校準(zhǔn)的方法可以分成兩點(diǎn)線性法、多點(diǎn)線性法、一點(diǎn)線性法。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。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。：試劑盒中標(biāo)準(zhǔn)液的給定濃度。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,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]。其測(cè)量原理如圖 所示。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。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。自動(dòng)生化分析儀的開發(fā)且完全模仿并代替了手工操作。 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。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)站等門診化驗(yàn)。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。 Antidisturbing目 錄摘 要 IABSTRACT II第一章 緒論 1 引言 1 國(guó)內(nèi)外的分類以及研究現(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集成開發(fā)環(huán)境和HJTAG仿真器的應(yīng)用 31 ADS集成開發(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。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)程中的問題，總結(jié)了一些的解決方案。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。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。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)。關(guān)鍵詞：生化分析儀；LPC2124；嵌入式；ADS；生化測(cè)試；抗干擾ABSTRACTThe biochemical analyzer is an instrument including optics, mechanics，electronics and medicinal technology. It is used in the detection of various biochemical indexes of blood and the other body fluid. When the body tissue lesions, the patient’s body fluids of biochemical parameters will be changing. Detecting these biochemical parameters accurately and rapidly can provide scientific basis for doctors to diagno