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基于WinCE的血液分析仪控制系统研究及实现

作　者: 王吉
导　师: 李宏
学　校: 宁波大学
专　业: 电路与系统
关键词: 血液分析仪控制系统 S3C2440A WinCE MFC
分类号: R318.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
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内容摘要

血液分析仪，是一种能够快速分析血细胞参数，为医学诊断提供依据的医用仪器。通常，血液分析仪是由控制系统、血细胞识别系统、血红蛋白测定系统、液路控制系统、电源功率系统以及机械执行系统构成。其中，控制系统是血液分析仪的核心组成部分，其不仅负责协调其它功能单元有序运行，而且还需完成数据处理，提供人机交互接口，因而在很大程度上决定了仪器性能。随着嵌入式操作系统应用，血液分析仪的性能得到了一定程度提升，如响应速度加快、可靠性增强等。然而，采用uC/OS-II等精简型嵌入式操作系统的控制系统依然存在外围扩展性差、人机交互不友好等诸多缺点，无法满足用户日益增长的应用需求。由于WinCE嵌入式操作系统具有资源丰富、图形界面友好、组件定制化等优势，本文设计并实现了一种基于WinCE的血液分析仪控制系统。该系统硬件部分由核心板与控制主板两部分构成。其中，核心板以S3C2440A嵌入式微处理器为核心，扩展了SDRAM、NOR Flash和NAND Flash存储器，集成了电源模块和时钟电路；控制主板包括电源、复位、报警功能模块；按键、LCD显示屏、触摸屏人机交互模块以及网络、JTAG、USB、UART、SPI等通信接口模块。该系统能够通过SPI总线与血液分析仪的其它功能单元建立连接，实现数据与指令传输。在完成所有硬件设计、制作与调试之后，本文根据板级支持包特点，成功移植了WinCE操作系统，主要完成了外部中断、LCD、触摸屏、增强型SPI和USB激光打印机设备驱动程序设计，实现了WinCE操作系统定制。在WinCE开发环境下，本文完成了血液分析仪应用软件的框架规划，主要包括初始化模块、计数模块、校准模块、质控模块、浏览模块、设置模块和维护与保养模块等功能。基于上述功能框架，本文采用微软公司的MFC开发技术，重点实现了初始化模块、计数模块、校准模块等功能，并与其它功能模块构成了完整的应用软件系统。基于WinCE的控制系统不但满足了多样化应用需求，而且保证了仪器实时性与可靠性。最后，根据控制系统的结构组成，本文采用自底向上顺序，依次完成了硬件电路、驱动程序和应用软件功能测试。测试结果证明，控制系统的硬件与软件平台功能完善，运行可靠，人机交互友好，完全能够满足血液分析仪的应用需求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-10
引言  10-11
1 绪论  11-17
  1.1 课题背景与意义  11-12
  1.2 国内外研究现状与发展趋势  12-15
  1.3 课题研究内容  15-16
  1.4 论文的章节安排  16-17
2 血液分析仪控制系统总体设计  17-30
  2.1 血液分析仪概述  17-20
  2.2 控制系统需求分析  20-21
  2.3 总体设计方案  21-29
    2.3.1 嵌入式处理器  22-26
    2.3.2 嵌入式操作系统  26-29
  2.4 本章小结  29-30
3 控制系统硬件设计  30-54
  3.1 硬件总体方案  30-31
  3.2 核心板设计  31-39
    3.2.1 电源模块设计  31-33
    3.2.2 时钟电路设计  33-35
    3.2.3 存储器相关设计  35-39
  3.3 控制主板设计  39-52
    3.3.1 电源模块设计  39-40
    3.3.2 复位电路设计  40-41
    3.3.3 JTAG 调试电路设计  41-42
    3.3.4 报警电路设计  42-43
    3.3.5 UART 转换电路设计  43
    3.3.6 增强型 SPI 总线设计  43-44
    3.3.7 USB 相关电路设计  44-46
    3.3.8 网络接口电路设计  46-48
    3.3.9 SD 卡接口电路设计  48-49
    3.3.10 LCD 驱动电路设计  49-50
    3.3.11 触摸屏控制电路设计  50-52
  3.4 本章小结  52-54
4 WinCE 操作系统定制  54-98
  4.1 WinCE 开发工具简介  54
  4.2 WinCE 操作系统移植  54-93
    4.2.1 Boot Loader 设计  56-59
    4.2.2 设备驱动程序开发  59-93
      4.2.2.1 外部中断驱动程序  63-69
      4.2.2.2 LCD 显示驱动程序  69-73
      4.2.2.3 触摸屏驱动程序  73-82
      4.2.2.4 增强型 SPI 总线驱动程序  82-85
      4.2.2.5 USB 激光打印机驱动程序  85-93
  4.3 操作系统定制  93-96
  4.4 SDK 文件生成  96
  4.5 本章小结  96-98
5 血液分析仪应用软件设计  98-119
  5.1 初始化模块  99-105
    5.1.1 开机自检功能  99-101
    5.1.2 登录功能  101-103
    5.1.3 主功能选择界面  103-105
  5.2 计数模块  105-114
    5.2.1 状态提示功能  106-107
    5.2.2 参数显示功能  107-108
    5.2.3 样本数据库管理功能  108-111
    5.2.4 相关子功能  111-114
  5.3 校准模块  114-118
    5.3.1 人工校准  115
    5.3.2 自动校准  115-117
    5.3.3 校准日志  117-118
  5.4 本章小结  118-119
6 系统调试  119-141
  6.1 硬件电路测试  119-127
    6.1.1 电源模块测试  119-120
    6.1.2 复位电路测试  120
    6.1.3 JTAG 调试电路测试  120-121
    6.1.4 其它外设电路测试  121-127
    6.1.5 硬件电路测量结果  127
  6.2 设备驱动程序调试  127-133
    6.2.1 外部中断驱动程序调试  129
    6.2.2 LCD 驱动程序调试  129-130
    6.2.3 触摸屏驱动程序调试  130-131
    6.2.4 SPI 驱动程序调试  131-132
    6.2.5 打印机驱动程序调试  132-133
    6.2.6 驱动程序调试结果  133
  6.3 应用软件调试  133-140
    6.3.1 初始化模块调试  133-135
    6.3.2 计数模块调试  135-139
    6.3.3 校准模块调试  139
    6.3.4 应用软件调试结果  139-140
  6.4 本章小结  140-141
7 总结与展望  141-143
参考文献  143-146
在学研究成果  146-147
致谢  147

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