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便携式PCR仪温控系统设计与仿真研究

更新时间：2020-03-18 13:15:24 大小：7M 上传用户：IC老兵查看TA发布的资源 标签：温控系统 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着社会发展，医疗水平的不断提高，人们对自身健康状态有了更高的需求，这就使得疾病预防与早期检测具有了更迫切的现实意义，并得到了社会的广泛关注。PCR是聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction)的简称，是一种体外核酸扩增技术，可从复杂的DNA分子中选择性的复制扩增一段特异的序列，能够自动完成PCR反应的仪器称为酶链聚合扩增仪（下文简称PCR仪）。目前，PCR仪已经广泛应用于疫情快速检验、临床诊断、法医鉴定和生化分析等多个传统领域，但PCR技术相对于船舶污水检测领域还是一个空白，本课题设计的PCR仪可完成对船舶生活污水的致病菌定性的快速检测，实现了对船舶污水排放的标准化检测，减少了对海洋环境的污染，具有较强的实际应用前景。与国外PCR技术相比，国内因起步晚，研究基础薄弱，导致国内PCR仪性能一定程度落后于国外同类产品，由此研究并开发具有精度高、成本低的PCR仪便具有一定的理论意义和经济价值。

  课题分析了PCR仪的温度控制要求和流程;设计并完成了基于C8051F020单片机的嵌入式PCR仪软/硬件系统;提出了模糊PID温度控制优化模型，并与传统PID控制进行了仿真比较与效果分析。论文的主要研究如下:

  (1)概述了PCR反应的基本原理和国内外PCR仪的发展现状，对国内外当前PCR仪进行了参数对比和分析;

  (2)主要是以C8051F020单片机为开发平台完成了课题的硬件系统设计。给出硬件电路总体设计架构，重点对电源模块、传感器模块及控制器模块等电路进行了设计与测试，完成人机交互界面设计及设备平台搭建和实验测试;

  (3)采用模块化原则对系统软件进行功能块定义与接口设计，完成系统主程序及各中断程序代码的编写，并对程序结构和代码进行了优化，提高运行效率和稳定性;

  (4)针对PCR技术温度控制的特殊要求，提出模糊PID控制模型，并与传统PID控制效果进行了仿真比较。

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