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阐述电解质基于USB电解质仪和设计站

收藏本文 2024-01-26 点赞:6530 浏览:22282 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:人体内电解质是体液的重要组成部分,电解质在体内正常的代谢活动的维持方面发挥着重要作用,快速而准确地检测人体内电解质的变化情况,是十分重要的。电解质浅析仪就是一种用来检测人体内电解质浓度的临床检测仪器。现代电解质浅析仪通常采取离子选择电极法,能够选择不同种类的离子选择电极配合利用,以测定溶液中多种离子的浓度。本论文设计并提出了一种基于USB接口通信的电解质浅析仪,仪器采取Cypress公司生产的EZ-USB系列芯片作为核心制约器,精简了硬件电路设计,实现了所需的功能的同时还节省了成本,并充分发挥了USB接口通信的优点。本论文主要探讨内容和成果有以下几个方面:1、对国内外电解质浅析仪的进展情况进行了介绍,基于虚拟仪器的思想对仪器进行规划与设计,并对利用USB接口实现电解质浅析仪与计算机进行通信的可行性进行了浅析,指出基于USB的电解质浅析仪不仅能够满足电解质浅析仪功能方面的基本要求,还能够提升整个系统的数据处理与存储能力,简化外设,节约成本。2、探讨了USB的系统结构,选用了EZ-USB系列芯片CY7C68013A芯片作为整个硬件系统的核心制约器,芯片强大的处理能力与丰富的内置电路,优化了电路设计,同时芯片集成的USB通信协议正好满足了我们实现USB接口通信的要求。3、根据离子选择电极的相关知识,结合Nernst方程,得出了仪器中利用的测量策略,为仪器的离子浓度测量提供了论述支持。4、按照不同的功能模块,对系统的硬件电路的具体实现与软件设计的算法流程做了详细的说明,最后对检测结果进行了浅析,证明我们设计的电解质浅析仪实现了所需的功能,并且满足性能方面的要求。关键词:USB论文电解质论文智能浅析仪论文数据采集论文

    摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-8

    第一章 绪论8-14

    1.1 引言8

    1.2 探讨背景8-12

    1.2.1 智能仪器与虚拟仪器8-9

    1.2.2 离子选择电极的进展9-10

    1.2.3 电解质浅析仪国内外进展近况10-11

    1.2.4 USB 接口通信介绍11-12

    1.3 课题的目的与作用12

    1.4 论文结构与革新点12-14

    第二章 USB 规范及系统结构14-20

    2.1 引言14

    2.2 USB 系统层次结构14-16

    2.3 USB 总线拓扑结构16-17

    2.4 USB 事务处理17-18

    2.5 USB 描述符18

    2.6 USB 设备请求18-19

    2.7 本章小结19-20

    第三章 测量原理与系统总体设计案例20-26

    3.1 测量原理20-23

    3.1.1 离子选择电极法测量原理20-21

    3.1.2 Nernst 方程21

    3.1.3 实际测量策略21-22

    3.1.4 线性范围与检测下限22-23

    3.1.5 响应时间23

    3.2 电解质浅析仪设计目标与要求23

    3.3 系统整体设计框架23-24

    3.4 本章小结24-26

    第四章 USB 接口通信的实现26-37

    4.1 引言26

    4.2 USB 接口芯片的类型及选择26-28

    4.3 USB 设备接口模块硬件电路的设计28-29

    4.4 EZ-USB FX2LP 的列举与重列举29-30

    4.5 EZ-USB 的固件程序的设计30-34

    4.5.1 固件程序的结构31-32

    4.5.2 固件程序的主程序流程32-33

    4.5.3 固件程序的下载33-34

    4.6 上位机运用程序设计34-36

    4.7 本章小结36-37

    第五章 电解质浅析仪的功能实现37-54

    5.1 引言37

    5.2 液路制约模块硬件设计37-40

    5.2.1 步进电机37-38

    5.2.2 蠕动泵与配液阀38-39

    5.2.3 光电开关39-40

    5.3 信号采集与处理模块硬件设计40-43

    5.3.1 信号调理电路40-41

    5.3.2 通道选择与 AD 转换41-43

    5.4 功能软件的设计与实现43-53

    5.4.1 AD 转换的固件实现44-46

    5.4.2 通道选择与光电开关状态检测软件实现46

    5.4.3 驱动步进电机软件实现46-47

    5.4.4 系统自动初始化历程47

    5.4.5 进样历程的软件流程设计47-49

    5.4.6 不同液体的隔离49

    5.4.7 一点定标与两点定标软件流程设计49-52

    5.4.8 测量历程软件流程设计52

    5.4.9 系统状态与报警信息显示52-53

    5.5 本章小结53-54

    第六章 系统调试与结果浅析54-63

    6.1 系统调试54-56

    6.1.1 USB 通信采集模块调试54-55

    6.1.2 数据采集模块调试55

    6.1.3 液路模块模拟制约调试55-56

    6.1.4 综合性能调试56

    6.2 系统实物图与界面56-60

    6.2.1 部分硬件实物图56-59

    6.2.2 客户软件界面59-60

    6.3 综合性能测试与结果浅析60-63

    6.3.1 准确度测试61

    6.3.2 精密度测试61-62

    6.3.3 稳定性测试62

    6.3.4 结论62-63

    第七章 总结与展望63-65

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