DZ215單片機控制半自動酶標(biāo)儀,dz215,單片機,控制,節(jié)制,半自動,酶標(biāo)儀 單片機控制半自動酶標(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),機械學(xué),計算機等多種科學(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,促進了醫(yī)學(xué)檢驗理論急實驗室儀器和技術(shù)的發(fā)展.自動化的檢測儀器的涌現(xiàn),大大提高了醫(yī)學(xué)檢驗的測量精度,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，聲光報警； 打印數(shù)據(jù)，完成與上位機通信。,酶標(biāo)儀硬件系統(tǒng),酶標(biāo)儀系統(tǒng)主要包括一下幾個部分： 濾波片 機械操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)的采集與傳輸 單片機控制系統(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,送入主機進行數(shù)據(jù)處理,判斷分析,另外由單片機控制電機來實現(xiàn)微面板的運動,系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu),系統(tǒng)框圖:,電機控制,控制系統(tǒng)的選擇,控制芯片選擇單片機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。單片機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芯片中，ATMEL的89C51是一種高效微控制器，89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。,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16位定時器/計數(shù)器，5個中斷源，可編程串行通道，低功耗的閑置和掉電模式，片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。,電機控制系統(tǒng),在控制系統(tǒng)中，選用TA8435H步進電機驅(qū)動芯片的執(zhí)行機構(gòu)，通過步進電機的運動來完成微面板的直線往復(fù)運動。 芯片特點: 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)分運行方式可供選擇； 采用脈寬調(diào)制式斬波驅(qū)動方式； 具有正／反轉(zhuǎn)控制功能； 帶有復(fù)位和使能引腳；　 可選擇使用單時鐘輸入或雙時鐘輸入；,電路用一片TA8435H來驅(qū)動電機，輸入信號有使能控制、正反轉(zhuǎn)控制和時鐘輸入，通過光耦可將驅(qū)動器與輸入級進行電隔離，以起到邏輯電平隔離和保護作用；該電路工作在1/8細(xì)分模式（M1、M1接高電平），可減小低速時的振動. 另外采用外部定時／計數(shù)器82C53來給TA8435H提供步進脈沖。 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，在寫完計數(shù)值后就自動開始計數(shù)，輸出保持高電平；而當(dāng)計到一半計數(shù)值時，輸出變低直到計數(shù)到0，此后輸出又變高以重新開始計數(shù)。,放大電路系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)設(shè)計要求的檢測范圍是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)計要求。,,,,A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計,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,顯示系統(tǒng): 酶標(biāo)儀具有顯示功能，本設(shè)計中，主要顯示的是各路采集的數(shù)據(jù)，同時顯示時間日期等功能，所以用一般的LED顯示可能很難實現(xiàn)，所以我采用LCD液晶顯示，并采用PCF2111CT字符液晶驅(qū)動模塊。,PCF2111CT模塊的主要特點有： （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電容，與地跨接一個電阻即可，使用設(shè)計方便； （3）數(shù)據(jù)串行連續(xù)輸入，與外圍電路特別是單片機連接時，只需3根線，可以節(jié)約單片機的I/O口 （4）具有加電自動復(fù)位功能； （5）具有液晶底板背光驅(qū)動功能。,液晶顯示電路連接圖: 39腳、40腳分別接單片機，37、38腳接發(fā)光二極管，用于液晶的背光顯示。單片機的P1.0、P1.1、P1.2三腳分別充當(dāng)同步寫入時鐘CLB、數(shù)據(jù)輸入DATA、輸入控制DLEN的功能。初始化單片機時置P1.2為低電平，寫入數(shù)據(jù)時，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，同時能對多達(dá)8×8的鍵盤矩陣的按鍵情況進行監(jiān)視，具有自動消除鍵抖動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,在主程序中，首先對單片機80C51等 功能芯片進行初始化， 設(shè)定各項初值。然后檢測按鍵， 進行按鍵處理。鍵盤處理結(jié)束后， 通過電機運動， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。,因為需要采集8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),