一种新型食品卫生快速检测仪的硬件设计

摘要

设计了一种新型的基于ATP生物发光技术的食品微生物含量检测仪。仪器采用新型硅光电二极管作为光电传感器，克服了传统ATP卫生检测仪体积大、需要自动加样系统、只适用于实验室环境等缺点，能够现场快速、便捷地检测食品或食品生产环境的卫生状况。主要研究了低成本、高精度和高灵敏度的荧光探测方法、微弱信号处理技术、便携嵌入式系统的低功耗技术以及嵌入式系统硬件抽象层的设计。讨论了仪器的总体方案，详细地描述了电源电路、微弱荧光检测电路、校准电路、微处理器电路、存储电路、液晶驱动电路、通信接口电路及基于μCOS-II实时操作系统的硬件驱动程序等各个模块的设计。 实验证明该仪器检测迅速、精度高、重复性好、操作方便，能够满足食品生产环境中卫生检测的需求。

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论文说明：图表目录

声明

谢辞

第一章 绪论

1.1 项目背景

1.2 国内外研究概况

1.3 ATP检测技术的分类

1.3.1 层析法

1.3.2 电泳法

1.3.3 生物化学发光法

1.4 主要研究目标与内容

1.5 论文章节安排

第二章 系统总体设计

2.1 需求分析

2.2 规格说明

2.2.1 测试舱

2.2.2 微弱光检测器

2.2.3 键盘及液晶

2.2.4 主要技术指标

2.3 关键技术及解决方案

2.3.1 微弱荧光探测技术

2.3.2 微弱电信号调理技术

2.3.3 嵌入式系统低功耗技术

2.4 体系结构设计

第三章 系统硬件电路设计

3.1 硬件电路总体设计

3.2 电源模块设计

3.2.1 电源电路设计

3.2.2设计小结

3.3 微控制器监控电路设计

3.4 微弱荧光探测模块设计

3.4.1 微弱荧光检测电路设计

3.4.2 设计小结

3.5 校准模块设计

3.5.1 校准电路设计

3.5.2设计小结

3.6 MCU控制模块设计

3.6.1 MCU控制电路设计

3.6.2设计小结

3.7存储模块设计

3.8 人机交互模块设计

3.8.1 键盘接口电路设计

3.8.2 LCD液晶电路设计

3.9 通信接口模块设计

3.9.1 MCU编程调试电路设计

3.9.2 UART数据通信电路设计

第四章 系统硬件驱动程序设计

4.1 μCOS-Ⅱ中断处理机制

4.2 键盘驱动设计

4.2.1 键盘原理

4.2.2 键盘驱动算法

4.2.3 键盘驱动接口函数

4.3 液晶驱动设计

4.3.1 段式LCD原理

4.3.2 段式LCD驱动接口函数

4.4 SPI总线驱动

4.4.1 SPI总线原理

4.4.2 SPI总线驱动接口函数

4.5 模拟输入/输出驱动设计

4.5.1 模拟输入/输出原理

4.5.2 模拟输入/输出驱动接口函数

4.6 实时时钟驱动设计

4.7存储驱动设计

4.8 UART通信驱动设计

4.8.1 UART中断服务钩子函数

4.8.2 UART驱动接口函数

第五章 结束语

5.1 总结

5.2 工作展望

参考文献

硕士研究生阶段发表的论文