体外诊断仪器原理与设计 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子版 mobi 在线

本书在阐明体外诊断原理的基础上，重点介绍体外诊断仪器设计相关技术，包括加样控制、步进电机控制、位置检测、液面检测、柱塞泵控制、微型泵控制、液路切换、夹爪控制、凝块检测等。本书采用模块化的方式，通过详细讲解各模块的电路设计、程序设计及微控制器系统设计，帮助读者掌握体外诊断仪器从硬件到软件的完整开发流程。与本书配套的有4款体外诊断实验平台，读者在学习本书的同时，在实验平台上进行同步操作，可达到事半功倍的效果。此外，本书提供丰富的软、硬件资料包及PPT等。

目 录

第1章 概述1

1.1 体外诊断概述1

1.1.1 体外诊断定义1

1.1.2 体外诊断产品分类1

1.1.3 全球体外诊断市场现状和竞争

格局2

1.1.4 我国体外诊断市场现状和竞争

格局3

1.2 体外诊断仪器的基本结构和功能4

1.2.1 主控模块4

1.2.2 光学模块6

1.2.3 运动模块6

1.2.4 移液模块9

1.2.5 液路控制模块11

1.3 体外诊断仪器原理与设计实验

平台12

1.3.1 液面检测与移液实验平台12

1.3.2 直线加样与液路清洗实验平台13

1.3.3 全自动移液移杯实验平台15

1.3.4 液路凝块检测实验平台15

1.4 体外诊断实验编排17

第2章 体外诊断控制板硬件电路设计19

2.1 电源电路19

2.1.1 12V转5V电路19

2.1.2 5V转3.3V电路19

2.2 微控制器电路20

2.3 功能模块电路21

2.3.1 复位电路21

2.3.2 SWD调试接口电路21

2.3.3 晶振电路21

2.3.4 独立按键电路22

2.3.5 LED电路22

2.3.6 平台选择电路22

2.3.7 串口调试电路23

2.3.8 蜂鸣器电路24

2.3.9 电机接口电路24

2.3.10 光耦/液面检测接口电路25

2.3.11 泵/阀接口电路25

2.3.12 夹爪接口电路26

2.3.13 凝块检测接口电路26

第3章 F103基准工程创建27

3.1 理论基础27

3.1.1 寄存器与固件库27

3.1.2 Keil编辑和编译及STM32下载

过程31

3.1.3 STM32参考资料32

3.1.4 DbgIVD调试组件33

3.1.5 TaskProc模块任务流程34

3.2 设计思路37

3.2.1 STM32工程模块分组及说明37

3.2.2 应用层模块构成38

3.3 设计流程38

拓展设计55

思考题55

第4章 步进电机控制56

4.1 理论基础56

4.1.1 步进电机简介56

4.1.2 步进电机的工作原理57

4.1.3 步进电机的细分控制60

4.1.4 步进电机驱动电路61

4.1.5 STM32控制电机的时序62

4.1.6 步进电机的加减速控制63

4.1.7 液面检测与移液实验平台64

4.1.8 StepMotor模块函数64

4.2 设计思路68

4.2.1 工程结构68

4.2.2 步进电机控制流程68

4.3 设计流程69

拓展设计87

思考题87

第5章 光耦检测88

5.1 理论基础88

5.1.1 光耦简介88

5.1.2 光耦遮光与未遮光88

5.1.3 光耦接口电路90

5.1.4 光耦输出电平转换电路90

5.1.5 OPTIC模块函数91

5.2 设计思路92

5.2.1 工程结构92

5.2.2 光耦检测流程92

5.3 设计流程93

拓展设计101

思考题101

第6章 液面检测102

6.1 理论基础102

6.1.1 液面检测原理102

6.1.2 微控制器检测103

6.1.3 IVD1Driver模块函数104

6.1.4 IVD1Device模块函数106

6.1.5 体外诊断任务处理108

6.2 设计思路110

6.2.1 工程结构110

6.2.2 液面检测流程110

6.2.3 初始化任务流程110

6.2.4 任务流程110

6.3 设计流程111

拓展设计115

思考题116

第7章 柱塞泵控制117

7.1 理论基础117

7.1.1 柱塞泵结构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 设计思路118

7.2.1 工程结构118

7.2.2 初始化任务流程118

7.2.3 任务流程119

7.3 设计流程119

拓展设计122

思考题122

第8章 液面检测与移液123

8.1 设计思路123

8.1.1 工程结构123

8.1.2 初始化任务流程123

8.1.3 液面检测与移液流程123

8.2 设计流程124

拓展任务126

思考题127

第9章 微型泵控制128

9.1 理论基础128

9.1.1 旋转泵128

9.1.2 隔膜泵130

9.1.3 微型泵的驱动131

9.1.4 微型泵接口电路原理图132

9.1.5 直线加样与液路清洗实验平台133

9.1.6 清洗液路133

9.1.7 Pump模块函数134

9.1.8 IVD2Driver模块函数135

9.1.9 IVD2Device模块函数137

9.2 设计思路138

9.2.1 工程结构138

9.2.2 微型泵控制流程138

9.3 设计流程139

拓展设计144

思考题144

第10章 电磁阀控制145

10.1 理论基础145

10.1.1 规格参数145

10.1.2 电磁阀基本原理145

10.1.3 电磁阀的控制146

10.1.4 电磁阀的液路选择147

10.2 设计思路148

10.2.1 电磁阀控制工程结构148

10.2.2 初始化任务流程148

10.2.3 清洗取样针内壁任务流程149

10.3 设计流程149

拓展设计152

思考题152

第11章 直线加样与液路清洗153

11.1 设计思路153

11.1.1 工程结构153

11.1.2 初始化任务流程153

11.1.3 直线加样与液路清洗流程153

11.2 设计流程154

拓展设计156

思考题156

第12章 夹爪控制157

12.1 理论基础157

12.1.1 夹爪规格参数157

12.1.2 夹爪控制电路原理图158

12.1.3 夹爪控制时序159

12.1.4 全自动移液移杯实验平台160

12.1.5 Claw模块函数161

12.1.6 IVD3Driver模块函数162

12.1.7 IVD3Device模块函数168

12.2 设计思路170

12.2.1 工程结构170

12.2.2 夹爪夹取流程170

12.2.3 夹爪张开流程171

12.2.4 初始化任务流程171

12.2.5 夹取测试流程171

12.3 设计流程172

拓展设计178

思考题179

第13章 移液移杯181

13.1 设计思路181

13.1.1 工程结构181

13.1.2 初始化任务流程181

13.1.3 移液移杯流程181

13.2 设计流程182

拓展设计185

思考题185

第14章 凝块检测186

14.1 理论基础186

14.1.1 凝块检测原理186

14.1.2 传感器规格参数186

14.1.3 凝块检测硬件电路186

14.1.4 微控制器的凝块检测187

14.1.5 液路凝块检测实验平台188

14.1.6 Grume模块函数188

14.1.7 IVD4Driver模块函数189

14.1.8 IVD4Device模块函数194

14.2 设计思路196

14.2.1 工程结构196

14.2.2 凝块检测流程196

14.2.3 初始化任务流程196

14.2.4 凝块检测实验流程196

14.2.5 清洗取样针任务流程196

14.3 设计流程198

拓展设计208

思考题209

第15章 液路凝块检测210

15.1 设计思路210

15.1.1 液路凝块检测工程结构210

15.1.2 初始化任务流程210

15.1.3 液路凝块检测流程210

15.1.4 清洗取样针任务流程211

15.2 设计流程211

拓展设计214

思考题214

附录A 本书配套的资料包介绍215

附录B 体外诊断控制板原理图216

附录C STM32F103RCT6引脚定义222

附录D 体外诊断实验平台端口分配226

附录E C语言软件设计规范

（LY-STD001-2019）227

E.1 排版227

E.2 注释228

E.3 命名规范228

E.4 C文件模板230

E.5 H文件模板232

附录F 故障排除234

参考文献236

刘谦，海南大学教授，博士生导师。现任海南大学生物医学工程学院院长。华中科技大学生物医学工程博士，华中科技大学兼职教授。第八届*科学技术委员会学部委员，"百千万人才工程”入选者，*"新世纪优秀人才支持计划”入选者，海南省高层次杰出人才，湖北省新世纪高层次人才，湖北省科技创新源泉工程创新创业人才。第十届生物医学工程学会教育工作委员会，副主任委员；湖北省医疗器械产业技术创新战略联盟秘书长，中国医疗器械行业协会医用软件分会副秘书长，智慧医疗/移动医疗分会副秘书长, 湖北省卫生统计与信息学会副会长。湖北省第十三届人大代表，鄂州市第八届人大代表和人大常委。主要研究方向：生物医学光学检测，医疗器械，农作物表型测量，三维可视化及仿真模拟。已在Nature Communications, Proceedings of the IEEE, Plant Methods, Medical Physics, Applied Physics Letters, Physics in Medicine and Biology等国内外学术期刊发表学术论文140余篇。获专利20余项，软件著作权10项，主编出版专著一部。十三五国家重点研发计划项目首席科学家，主持国家自然科学基金项目3项，国家863计划项目2项，湖北省自然科学基金重点项目1项。先后获湖北省科技进步一等奖，自然科学一等奖，技术发明二等奖，获中国人民解放军总后勤部科技进步三等奖。

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