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《基于DSP的高性能熒光信號(hào)采集模塊的研制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR，PolymeraseChainReaction)由克里穆利斯博士于1983年發(fā)明。實(shí)時(shí)PCR又稱熒光定量PCR，是美國(guó)PE公司于1995年研制出的一種新的核酸定量技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中一次偉大的革命，已被廣泛應(yīng)用于病毒檢測(cè)、分子醫(yī)學(xué)診斷等各個(gè)領(lǐng)域。目前，PCR儀主要依靠進(jìn)口且價(jià)格昂貴，因此，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且高性價(jià)比的儀器具有重要的意義。本研究以PCR反應(yīng)中的微弱熒光信號(hào)為采集對(duì)象，在國(guó)內(nèi)首次提出并應(yīng)用高性能數(shù)字信號(hào)處理器DSP．TMS320F2812(DSP,DigitalSign
2、alProcessor)和USB2．O(USB，UniversalSefiflBus)技術(shù)開(kāi)發(fā)PCR儀中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這套采集系統(tǒng)主要針對(duì)病毒檢測(cè)，以提高PCR使用的靈活性，解決現(xiàn)有PCR儀應(yīng)用串口通訊和單片機(jī)控制的局限性為目的。硬件部分，本文基于Protel電路制板軟件設(shè)計(jì)二級(jí)電路，并針對(duì)不同電路進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真與調(diào)試。第一級(jí)，通過(guò)Multism軟件仿真后，在實(shí)際硬件電路中針對(duì)微弱信號(hào)放大、濾波、幅值調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)前端微弱光電信號(hào)2．46倍放大，200KHz低通濾波和50Hz陷波，為DSP提供可采集的信號(hào)；第二級(jí)，核心的
3、數(shù)據(jù)采集板卡對(duì)輸入信號(hào)實(shí)時(shí)采集、處理和傳輸，傳輸速率達(dá)到15MB／s，誤差率約3．5％。軟件部分，本文基于CCS(CodeComposerStudio)編程環(huán)境，經(jīng)多次調(diào)試與驗(yàn)證，下位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)輸入信號(hào)的實(shí)時(shí)采集和傳輸；基于VC++6．O編程環(huán)境的主機(jī)端應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，初步實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的顯示功能；同時(shí)對(duì)固件程序和驅(qū)動(dòng)程序分別做了簡(jiǎn)要描述。本文研制的基于高性能DSP．TMS320F2812和USB2．0接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)微弱熒光信號(hào)的采集功能，可以在較低誤差率情況下，實(shí)現(xiàn)較高速率傳輸；通過(guò)USB2．0即插即拔技
4、術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了PCR儀使用的靈活性。關(guān)鍵詞實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)；熒光信號(hào)；數(shù)字信號(hào)處理器；通用串行總線AbstractIII___m__Polymerasechainreaction(PCR)WaSinventedbyDrKaryBMullisin1983．Real—timePER,namedfluorescentquantitativePCRisanewDNAtechnologydevelopedbyPECorporationin1995．Andthistechnologyisoneofthegreatestrev
5、olutionsinthefieldofbiomedicine．Atpresent，mostofPCRinstrumentsrelyonimports，whichareexpensive．Soithasgreatsignificancetodevelopthiskindofinstrumentwithbothourindependentintellectualpropertyandhighcost-performanceratio．Inthispaper,weakfluorescentsignalinPCRreaction
6、isthetargetofacquisition．Weproposeandapplyhigh—performanceDSP-TMS320F2812andUSB2．0technologyinthedevelopmentofadatacollectionsysteminPCRinstrumentforthefirsttimeindomestic，andtobeusedinvirusdetectionmainly．ThisdesignistoenhancetheflexibilityofPCR，andtoresolvetheli
7、mitationofusingsingle-chipandserialcommunicationintheexistingPCRinstrument．Inthehardwaremoduleofthisdataacquisitionsystem，two—levelcircuitshavebeendesignedbasedonProtelsoftware，andeachcircuithasbeensimulatedanddebugged．IntheYu'stlevel，thiscircuithasbeendesignedtoa
8、mplify，filterandadjusttheweakfluorescentsignalaftersimulationwithMultismsoftware．Asaresult，thiscircuithasrealized2．46timesmagnificationforamplitude，200K
