發(fā)布時(shí)間：2017-03-31 12:01

  本文關(guān)鍵詞：便攜式PCR儀溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著社會(huì)發(fā)展,醫(yī)療水平的不斷提高,人們對(duì)自身健康狀態(tài)有了更高的需求,這就使得疾病預(yù)防與早期檢測(cè)具有了更迫切的現(xiàn)實(shí)意義,并得到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(Polymerase Chain Reaction)的簡(jiǎn)稱,是一種體外核酸擴(kuò)增技術(shù),可從復(fù)雜的DNA分子中選擇性的復(fù)制擴(kuò)增一段特異的序列,能夠自動(dòng)完成PCR反應(yīng)的儀器稱為酶鏈聚合擴(kuò)增儀(下文簡(jiǎn)稱PCR儀)。目前,PCR儀已經(jīng)廣泛應(yīng)用于疫情快速檢驗(yàn)、臨床診斷、法醫(yī)鑒定和生化分析等多個(gè)傳統(tǒng)領(lǐng)域,但PCR技術(shù)相對(duì)于船舶污水檢測(cè)領(lǐng)域還是一個(gè)空白,本課題設(shè)計(jì)的PCR儀可完成對(duì)船舶生活污水的致病菌定性的快速檢測(cè),實(shí)現(xiàn)了對(duì)船舶污水排放的標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè),減少了對(duì)海洋環(huán)境的污染,具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用前景。與國外PCR技術(shù)相比,國內(nèi)因起步晚,研究基礎(chǔ)薄弱,導(dǎo)致國內(nèi)PCR儀性能一定程度落后于國外同類產(chǎn)品,由此研究并開發(fā)具有精度高、成本低的PCR儀便具有一定的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。課題分析了PCR儀的溫度控制要求和流程；設(shè)計(jì)并完成了基于C8051F020單片機(jī)的嵌入式PCR儀軟/硬件系統(tǒng)；提出了模糊PID溫度控制優(yōu)化模型,并與傳統(tǒng)PID控制進(jìn)行了仿真比較與效果分析。論文的主要研究如下：(1)概述了PCR反應(yīng)的基本原理和國內(nèi)外PCR儀的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)國內(nèi)外當(dāng)前PCR儀進(jìn)行了參數(shù)對(duì)比和分析；(2)主要是以C8051F020單片機(jī)為開發(fā)平臺(tái)完成了課題的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。給出硬件電路總體設(shè)計(jì)架構(gòu),重點(diǎn)對(duì)電源模塊、傳感器模塊及控制器模塊等電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)與測(cè)試,完成人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)及設(shè)備平臺(tái)搭建和實(shí)驗(yàn)測(cè)試；(3)采用模塊化原則對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行功能塊定義與接口設(shè)計(jì),完成系統(tǒng)主程序及各中斷程序代碼的編寫,并對(duì)程序結(jié)構(gòu)和代碼進(jìn)行了優(yōu)化,提高運(yùn)行效率和穩(wěn)定性；(4)針對(duì)PCR技術(shù)溫度控制的特殊要求,提出模糊PID控制模型,并與傳統(tǒng)PID控制效果進(jìn)行了仿真比較。
【關(guān)鍵詞】：PCR 溫度控制 PID控制 模糊控制 船舶污水檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U698.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景與意義10-12
• 1.1.1 課題的研究背景10-11
• 1.1.2 課題的理論意義與應(yīng)用價(jià)值11-12
• 1.2 PCR技術(shù)概述12-17
• 1.2.1 PCR反應(yīng)的基本原理12-15
• 1.2.2 PCR儀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 1.4 本章小結(jié)18-19
• 第2章 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)19-31
• 2.1 硬件總體結(jié)構(gòu)方案19-20
• 2.2 硬件電路設(shè)計(jì)20-27
• 2.2.1 電源模塊20-21
• 2.2.2 時(shí)鐘電路模塊21
• 2.2.3 復(fù)位電路模塊21-22
• 2.2.4 CPU控制模塊22-23
• 2.2.5 溫度檢測(cè)與放大電路23-26
• 2.2.6 通信接口電路26-27
• 2.3 溫控元件的選取27-31
• 第3章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-38
• 3.1 軟件的組成和模塊化功能31-32
• 3.2 主程序設(shè)計(jì)32-33
• 3.3 中斷程序設(shè)計(jì)33-38
• 3.3.1 TO中斷服務(wù)程序33-34
• 3.3.2 T1中斷服務(wù)程序34-36
• 3.3.3 DAC0中斷服務(wù)程序36-37
• 3.3.4 UART0中斷服務(wù)程序37-38
• 第4章 PCR儀溫度控制算法38-54
• 4.1 PID控制理論簡(jiǎn)介38-41
• 4.1.1 PID控制模型38-39
• 4.1.2 PID參數(shù)整定39-41
• 4.2 模糊控制模型41-44
• 4.2.1 模糊控制理論簡(jiǎn)介41-42
• 4.2.2 模糊控制器42-44
• 4.3 基于模糊PID控制的PCR溫度控制算法44-54
• 4.3.1 物理量的模糊化45-47
• 4.3.2 模糊規(guī)則和推理47-49
• 4.3.3 輸出的反模糊化49
• 4.3.4 算法程序的實(shí)現(xiàn)49-51
• 4.3.5 模糊-PID控制算法仿真51-54
• 第5章 系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)測(cè)試與分析54-59
• 5.1 人機(jī)交互界面參數(shù)設(shè)置54-56
• 5.2 后期實(shí)驗(yàn)成果56-59
• 總結(jié)與展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 致謝63-64
• 研究生履歷64

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 國石磊;劉澤文;秦健;田昊;司衛(wèi)華;;微型PCR系統(tǒng)及其溫控特性研究[J];半導(dǎo)體技術(shù);2010年12期

2 羅海波;;PID控制器設(shè)計(jì)與仿真研究[J];計(jì)算機(jī)仿真;2012年02期

3 劉春娟,顧生杰;非對(duì)稱模糊PID控制在二質(zhì)量伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];自動(dòng)化與儀器儀表;2005年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 林輝;輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車聯(lián)合制動(dòng)的模糊自整定PID控制方法研究[D];吉林大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李廣;基于模糊PID復(fù)合控制的振動(dòng)主動(dòng)控制研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

2 彭一峰;基于模糊PID控制理論的振動(dòng)主動(dòng)控制研究[D];大連理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：便攜式PCR儀溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：279556