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在实验室或医院等工作场所,对液体分离、转移和等分的操作中,往往会出现提液失败、污染仪器等现象,而且长时间操作会给工作人员造成极度疲劳。本文设计的便携式低功耗电子移液器能很好的解决以上问题。MSP430系列单片机是一种新型的、具有高性能模拟信号和数字信号处理电路、面向手持设备的新一代单片机,其超低的功耗为电池供电测量应用提供了最终的解决方案。本课题针对电子移液器结构的系统化组成、模块化功能电路及系统软件设计进行了理论和技术上的应用研究,依据低功耗、便携式、高可靠性、低成本的原则,本文着重进行了以下工作:
⑴对国内外同类仪器及文献资料进行细致分析,确定电子移液器的具体功能,并根据这些功能设计系统的整体结构。
⑵细化设计系统整体结构,着重从事微控制器接口、电机控制和监测反馈单元、零位监测单元、电源管理单元、人机交互单元(包括液晶、按键、蜂鸣器)、数据存储单元、通信单元的各模块电子电路设计,并完成电路PCB板的制作,设计中在低功耗元器件的选型、低功耗电路的优化设计、低功耗系统软件程序设计以及机械结构等方面综合考虑降低系统功耗。
⑶基于MSP430F2274单片机开发平台的系统软件程序编译工作,着重针对电机控制和监测反馈单元、电源管理单元、人机交互单元(包括液晶、按键、蜂鸣器)、数据存储单元等各模块进行软件程序设计。
⑷系统的高精度设计。主要从步进电机的细分控制、活塞零位监测、软件算法的优化设计以及机械结构方面消隙弹簧和硅脂的使用等方面提高系统的精度。
⑸借助于机械结构方面的设计,搭建机电一体化的实验开发平台,并利用电子分析天平进行系统实验,分析多组实验数据,对仪器进行初步校准。
通过系统实验证明,本课题的设计方案完善了电子移液器的功能,基本实现了电子移液器便携式、低功耗、低成本、高精度的要求,可以完全满足用户的使用需求,在当今使用领域的同类产品中具有不可小觑的优势。