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體外診斷儀器原理與設(shè)計

體外診斷儀器原理與設(shè)計

作者：劉謙
出版社：電子工業(yè)出版社出版時間：2022-03-01
開本： 其他 頁數(shù)： 244
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體外診斷儀器原理與設(shè)計 版權(quán)信息

體外診斷儀器原理與設(shè)計 內(nèi)容簡介

本書在闡明體外診斷原理的基礎(chǔ)上，重點介紹體外診斷儀器設(shè)計相關(guān)技術(shù)，包括加樣控制、步進電機控制、位置檢測、液面檢測、柱塞泵控制、微型泵控制、液路切換、夾爪控制、凝塊檢測等。本書采用模塊化的方式，通過詳細講解各模塊的電路設(shè)計、程序設(shè)計及微控制器系統(tǒng)設(shè)計，幫助讀者掌握體外診斷儀器從硬件到軟件的完整開發(fā)流程。與本書配套的有4款體外診斷實驗平臺，讀者在學(xué)習(xí)本書的同時，在實驗平臺上進行同步操作，可達到事半功倍的效果。此外，本書提供豐富的軟、硬件資料包及PPT等。

體外診斷儀器原理與設(shè)計 目錄

目 錄 第1章 概述 1 1.1 體外診斷概述 1 1.1.1 體外診斷定義 1 1.1.2 體外診斷產(chǎn)品分類 1 1.1.3 全球體外診斷市場現(xiàn)狀和競爭 格局 2 1.1.4 我國體外診斷市場現(xiàn)狀和競爭 格局 3 1.2 體外診斷儀器的基本結(jié)構(gòu)和功能 4 1.2.1 主控模塊 4 1.2.2 光學(xué)模塊 6 1.2.3 運動模塊 6 1.2.4 移液模塊 9 1.2.5 液路控制模塊 11 1.3 體外診斷儀器原理與設(shè)計實驗 平臺 12 1.3.1 液面檢測與移液實驗平臺 12 1.3.2 直線加樣與液路清洗實驗平臺 13 1.3.3 全自動移液移杯實驗平臺 15 1.3.4 液路凝塊檢測實驗平臺 15 1.4 體外診斷實驗編排 17 第2章 體外診斷控制板硬件電路設(shè)計 19 2.1 電源電路 19 2.1.1 12V轉(zhuǎn)5V電路 19 2.1.2 5V轉(zhuǎn)3.3V電路 19 2.2 微控制器電路 20 2.3 功能模塊電路 21 2.3.1 復(fù)位電路 21 2.3.2 SWD調(diào)試接口電路 21 2.3.3 晶振電路 21 2.3.4 獨立按鍵電路 22 2.3.5 LED電路 22 2.3.6 平臺選擇電路 22 2.3.7 串口調(diào)試電路 23 2.3.8 蜂鳴器電路 24 2.3.9 電機接口電路 24 2.3.10 光耦/液面檢測接口電路 25 2.3.11 泵/閥接口電路 25 2.3.12 夾爪接口電路 26 2.3.13 凝塊檢測接口電路 26 第3章 F103基準工程創(chuàng)建 27 3.1 理論基礎(chǔ) 27 3.1.1 寄存器與固件庫 27 3.1.2 Keil編輯和編譯及STM32下載 過程 31 3.1.3 STM32參考資料 32 3.1.4 DbgIVD調(diào)試組件 33 3.1.5 TaskProc模塊任務(wù)流程 34 3.2 設(shè)計思路 37 3.2.1 STM32工程模塊分組及說明 37 3.2.2 應(yīng)用層模塊構(gòu)成 38 3.3 設(shè)計流程 38 拓展設(shè)計 55 思考題 55 第4章 步進電機控制 56 4.1 理論基礎(chǔ) 56 4.1.1 步進電機簡介 56 4.1.2 步進電機的工作原理 57 4.1.3 步進電機的細分控制 60 4.1.4 步進電機驅(qū)動電路 61 4.1.5 STM32控制電機的時序 62 4.1.6 步進電機的加減速控制 63 4.1.7 液面檢測與移液實驗平臺 64 4.1.8 StepMotor模塊函數(shù) 64 4.2 設(shè)計思路 68 4.2.1 工程結(jié)構(gòu) 68 4.2.2 步進電機控制流程 68 4.3 設(shè)計流程 69 拓展設(shè)計 87 思考題 87 第5章 光耦檢測 88 5.1 理論基礎(chǔ) 88 5.1.1 光耦簡介 88 5.1.2 光耦遮光與未遮光 88 5.1.3 光耦接口電路 90 5.1.4 光耦輸出電平轉(zhuǎn)換電路 90 5.1.5 OPTIC模塊函數(shù) 91 5.2 設(shè)計思路 92 5.2.1 工程結(jié)構(gòu) 92 5.2.2 光耦檢測流程 92 5.3 設(shè)計流程 93 拓展設(shè)計 101 思考題 101 第6章 液面檢測 102 6.1 理論基礎(chǔ) 102 6.1.1 液面檢測原理 102 6.1.2 微控制器檢測 103 6.1.3 IVD1Driver模塊函數(shù) 104 6.1.4 IVD1Device模塊函數(shù) 106 6.1.5 體外診斷任務(wù)處理 108 6.2 設(shè)計思路 110 6.2.1 工程結(jié)構(gòu) 110 6.2.2 液面檢測流程 110 6.2.3 初始化任務(wù)流程 110 6.2.4 任務(wù)流程 110 6.3 設(shè)計流程 111 拓展設(shè)計 115 思考題 116 第7章 柱塞泵控制 117 7.1 理論基礎(chǔ) 117 7.1.1 柱塞泵結(jié)構(gòu) 117 7.1.2 柱塞泵工作原理 117 7.1.3 柱塞泵吸液初始位 118 7.2 設(shè)計思路 118 7.2.1 工程結(jié)構(gòu) 118 7.2.2 初始化任務(wù)流程 118 7.2.3 任務(wù)流程 119 7.3 設(shè)計流程 119 拓展設(shè)計 122 思考題 122 第8章 液面檢測與移液 123 8.1 設(shè)計思路 123 8.1.1 工程結(jié)構(gòu) 123 8.1.2 初始化任務(wù)流程 123 8.1.3 液面檢測與移液流程 123 8.2 設(shè)計流程 124 拓展任務(wù) 126 思考題 127 第9章 微型泵控制 128 9.1 理論基礎(chǔ) 128 9.1.1 旋轉(zhuǎn)泵 128 9.1.2 隔膜泵 130 9.1.3 微型泵的驅(qū)動 131 9.1.4 微型泵接口電路原理圖 132 9.1.5 直線加樣與液路清洗實驗平臺 133 9.1.6 清洗液路 133 9.1.7 Pump模塊函數(shù) 134 9.1.8 IVD2Driver模塊函數(shù) 135 9.1.9 IVD2Device模塊函數(shù) 137 9.2 設(shè)計思路 138 9.2.1 工程結(jié)構(gòu) 138 9.2.2 微型泵控制流程 138 9.3 設(shè)計流程 139 拓展設(shè)計 144 思考題 144 第10章 電磁閥控制 145 10.1 理論基礎(chǔ) 145 10.1.1 規(guī)格參數(shù) 145 10.1.2 電磁閥基本原理 145 10.1.3 電磁閥的控制 146 10.1.4 電磁閥的液路選擇 147 10.2 設(shè)計思路 148 10.2.1 電磁閥控制工程結(jié)構(gòu) 148 10.2.2 初始化任務(wù)流程 148 10.2.3 清洗取樣針內(nèi)壁任務(wù)流程 149 10.3 設(shè)計流程 149 拓展設(shè)計 152 思考題 152 第11章 直線加樣與液路清洗 153 11.1 設(shè)計思路 153 11.1.1 工程結(jié)構(gòu) 153 11.1.2 初始化任務(wù)流程 153 11.1.3 直線加樣與液路清洗流程 153 11.2 設(shè)計流程 154 拓展設(shè)計 156 思考題 156 第12章 夾爪控制 157 12.1 理論基礎(chǔ) 157 12.1.1 夾爪規(guī)格參數(shù) 157 12.1.2 夾爪控制電路原理圖 158 12.1.3 夾爪控制時序 159 12.1.4 全自動移液移杯實驗平臺 160 12.1.5 Claw模塊函數(shù) 161 12.1.6 IVD3Driver模塊函數(shù) 162 12.1.7 IVD3Device模塊函數(shù) 168 12.2 設(shè)計思路 170 12.2.1 工程結(jié)構(gòu) 170 12.2.2 夾爪夾取流程 170 12.2.3 夾爪張開流程 171 12.2.4 初始化任務(wù)流程 171 12.2.5 夾取測試流程 171 12.3 設(shè)計流程 172 拓展設(shè)計 178 思考題 179 第13章 移液移杯 181 13.1 設(shè)計思路 181 13.1.1 工程結(jié)構(gòu) 181 13.1.2 初始化任務(wù)流程 181 13.1.3 移液移杯流程 181 13.2 設(shè)計流程 182 拓展設(shè)計 185 思考題 185 第14章 凝塊檢測 186 14.1 理論基礎(chǔ) 186 14.1.1 凝塊檢測原理 186 14.1.2 傳感器規(guī)格參數(shù) 186 14.1.3 凝塊檢測硬件電路 186 14.1.4 微控制器的凝塊檢測 187 14.1.5 液路凝塊檢測實驗平臺 188 14.1.6 Grume模塊函數(shù) 188 14.1.7 IVD4Driver模塊函數(shù) 189 14.1.8 IVD4Device模塊函數(shù) 194 14.2 設(shè)計思路 196 14.2.1 工程結(jié)構(gòu) 196 14.2.2 凝塊檢測流程 196 14.2.3 初始化任務(wù)流程 196 14.2.4 凝塊檢測實驗流程 196 14.2.5 清洗取樣針任務(wù)流程 196 14.3 設(shè)計流程 198 拓展設(shè)計 208 思考題 209 第15章 液路凝塊檢測 210 15.1 設(shè)計思路 210 15.1.1 液路凝塊檢測工程結(jié)構(gòu) 210 15.1.2 初始化任務(wù)流程 210 15.1.3 液路凝塊檢測流程 210 15.1.4 清洗取樣針任務(wù)流程 211 15.2 設(shè)計流程 211 拓展設(shè)計 214 思考題 214 附錄A 本書配套的資料包介紹 215 附錄B 體外診斷控制板原理圖 216 附錄C STM32F103RCT6引腳定義 222 附錄D 體外診斷實驗平臺端口分配 226 附錄E C語言軟件設(shè)計規(guī)范 （LY-STD001-2019） 227 E.1 排版 227 E.2 注釋 228 E.3 命名規(guī)范 228 E.4 C文件模板 230 E.5 H文件模板 232 附錄F 故障排除 234 參考文獻 236
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體外診斷儀器原理與設(shè)計 作者簡介

劉謙，海南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任海南大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長。華中科技大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程博士，華中科技大學(xué)兼職教授。第八屆教育部科學(xué)技術(shù)委員會學(xué)部委員，"國家級百千萬人才工程”入選者，教育部"新世紀優(yōu)秀人才支持計劃”入選者，海南省高層次杰出人才，湖北省新世紀高層次人才，湖北省科技創(chuàng)新源泉工程創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才。第十屆生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會教育工作委員會，副主任委員；湖北省醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長，中國醫(yī)療器械行業(yè)協(xié)會醫(yī)用軟件分會副秘書長，智慧醫(yī)療/移動醫(yī)療分會副秘書長, 湖北省衛(wèi)生統(tǒng)計與信息學(xué)會副會長。湖北省第十三屆人大代表，鄂州市第八屆人大代表和人大常委。主要研究方向：生物醫(yī)學(xué)光學(xué)檢測，醫(yī)療器械，農(nóng)作物表型測量，三維可視化及仿真模擬。已在Nature Communications, Proceedings of the IEEE, Plant Methods, Medical Physics, Applied Physics Letters, Physics in Medicine and Biology等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文140余篇。獲專利20余項，軟件著作權(quán)10項，主編出版專著一部。十三五國家重點研發(fā)計劃項目首席科學(xué)家，主持國家自然科學(xué)基金項目3項，國家863計劃項目2項，湖北省自然科學(xué)基金重點項目1項。先后獲湖北省科技進步一等獎，自然科學(xué)一等獎，技術(shù)發(fā)明二等獎，獲中國人民解放軍總后勤部科技進步三等獎。

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