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线虫是一种经典的模式生物,它具有非常短的生命周期、简单的神经系统和完全解读的基因序列。在线虫中发现的基因,大部分都能在人类基因组中找到类似的基因,线虫行为和基因之间关系的研究对人类基因工程具有重大意义。华中科技大学生物物理与生物化学研究所成功研制了基于PC 平台的线虫行为学分析系统,这套系统采用机器视觉的方法定量分析线虫的行为学参数。然而,基于PC平台的线虫行为学分析系统存在一些缺点,比如图像处理速度慢、系统不易维护和移植。为了解决这些问题,系统需要采用更高效的处理器。
本文的主要工作是研制嵌入式线虫行为学分析系统,系统包括EBF-561 开发板、精密步进电机控制子系统、CCD和显微镜。EBF-561 开发板的核心是ADI公司的ADSP-BF561,精密步进电机控制子系统的核心是TI公司的MSP430F149。
CCD 采集显微镜中的图像并传输给ADSP-BF561 以供存储和分析,然后ADSP-BF561 根据线虫在目镜中的位置给精密步进电机控制子系统发送控制指令让电机作出相应的移动以维持线虫处在视野中央。为了实现线虫自动跟踪并完成图像的采集、存储和分析的功能,系统在ADSP-BF561 上移植了uClinux 操作系统并为它添加了必要的设备驱动和应用程序。
本文介绍了在EBF-561 开发板上进行嵌入式系统开发的方法和步骤,重点研究了在uClinux 下开发LCD 驱动、触摸屏控制器驱动、视频采集芯片驱动、平移台驱动和应用程序的方法。
最后,嵌入式线虫行为学分析系统进行了系统测试,并分析了测试结果。