垂直液面探测系统的设计与实现

摘要

本研究的目的是为了设计出一种能够替换目前国产生化分析仪普遍采用的比较落后的双针电阻式液面探测的技术。本实验用步进电机带动一根竖直的花键轴做上下运动，步进电机的转速及方向受主控芯片发出的脉冲信号控制，而主控芯片是否发出脉冲信号受采样芯片的信号控制，将控制板和液面检测探针安装在花键轴的顶端，和花键轴一起上下运动（在仪器上实际使用情况也是这种模式），运行速度是每分钟10次。控制和采样芯片分别采用STM32F030F4和MPR121QR2芯片，探针材质为304不锈钢。在经过连续一周（5个工作日），每天不间断运行8小时的稳定性验证中系统没有出现一次信号误判，即连续准确地检测了液面24000次。本电容式液面探测技术可以安全可靠地替代双针电阻式液面探测技术。

关键词：液面探测；电容式；生化分析仪样本探测；生化分析仪液面探测；

目录

摘要 I

引言 1

第1章 需求分析 2

1.1硬件系统需求分析 2

1.1.1处理器的功能要求 2

1.1.2测试芯片的功能要求 2

1.2软件部分需求分析 2

1.2.1软件名称 2

1.2.2 使用环境 2

1.2.3软件开发意义 2

1.2.4软件开发环境 2

第2章 概要设计 3

2.1芯片选型 3

2.1.1处理器选型 3

2.1.2检测芯片选型 4

2.2软件流程图 5

第3章 功能模块图 6

3.1硬件系统的设计 6

3.1.1通讯功能的设计及功能实现 6

3.1.2数据处理的设计及功能实现 7

3.1.3外围电路的选型及参数设计 7

3.1.4器件内部参数的配置 8

3.2软件系统的设计 10

3.2.1模块划分和功能分配 10

3.2.2接口设计 10

3.2.3主要算法 11

第4章 详细设计 12

4.1硬件系统整体设计 12

4.1.1系统原理图 12

4.1.2 PCB印制板图 12

4.2软件详细设计 12

第5章 系统测试 22

5.1系统实现 22

5.2测试数据 24

5.3数据统计分析 25

第6章 结论 26

参考文献 27

致谢 28