自动化专业 PCR基因扩增仪温度控制系统硬件电路设计 毕业论文.doc

西安工业大学北方信息工程学院
本科毕业设计(论文)

题目: PCR基因扩增仪温度控制系统硬件电路设计
系别电子信息系
专业自动化
班级
姓名
学号
导师
年月
毕业设计(论文)任务书
系别电子信息系专业自动化班姓名学号
(论文)题目: PCR基因扩增仪温度控制系统硬件设计
: 聚合酶链反应(PCR),又称无细胞克隆技术,是一种对特定的DNA片段在体外进行快速扩增的新方法。该方法具有产率高、快速、简便、重复性好等突出优点,在分子生物学、疾病诊断、免疫学以及基因组工程等领域有非常广泛的应用。PCR仪性能好坏将直接影响PCR的效果。PCR仪的性能指标主要有温度控制指标和荧光检测系统指标两大类。温度控制指标包括控温范围、升降温速度和控温精度,这些指标直接影响到基因扩增的速度和效果。因此,对PCR仪温度控制系统进行研究和设计,提高国产PCR仪的性能,对促进我国生命科学仪器的发展和其他研究领域的应用具有现实和深远的意义。
(论文)的主要内容(理工科含技术指标):
主要内容:1. 研究一种适合于PCR仪的温度控制系统,根据PCR仪的工作原理确定温度控制系统的总体设计方案;,包括温度采样电路、半导体驱动电路、单片机系统等。
技术指标:温度范围: 40~98℃;升降温速度:升温速度3℃/s,降温速度2℃/s;
精度:±℃
(含起始时间、设计地点):
基本要求:(1)分析、掌握该课题总体方案,广泛阅读相关技术资料,并提出自己的见解。
(2)了解了PCR仪的基本工作原理,并对其温度控制技术进行了理论分析和研究。
(3)设计硬件系统,绘制系统原理图和PCB图。
进度安排:1~3周:针对原理及应用范围、主要技术难点等查阅资料,熟悉课题总体方案。
4~7周:确定系统功能,论证总体方案,确定关键部件的型号,并对部分电路进行实验。
8~14周:画出电气原理图和印制版图,完成硬件电路设计、制作调试。
15~18周:整理资料、撰写论文。
(论文)的工作量要求
①实验(时数)或实习(天数): 100时
②图纸(幅面和张数): A4×2
③其他要求: 论文:15000字以上;外文翻译:5000字以上
指导教师签名: 年月日
学生签名: 年月日
系(教研室)主任审批: 年月日
PCR基因扩增仪温度控制系统硬件电路设计
摘要
生命科学仪器的发展为生命科学提供了有效工具和强有力的研究手段。使其从细胞水平上的研究飞跃发展到分子层次上的深入研究。离开这些现代化生命科学仪器的支撑,许多重大的研究项目和工程都将举步维艰。PCR仪器是一种应用广泛、十分重要的生命科学仪器。广泛应用在生命科学研究、生化分析、临床诊断、药物分析、法医鉴定和疫情快速检验等各个领域中作为基因扩增分析的首选仪器设备。
本设计采用半导体制冷器作为PCR仪的加热制冷元件,对半导体制冷器的工作原理进行分析,根据其工作原理确定系统的总体设计方案。但是,由于PCR加热腔内部的温度存在非线性和不确定的因素,再加上外界的干扰,对控制方法提出了更高的要求。为此,本文设计根据加热腔实际的温度,通过模糊规则进行推理和决策,在线整定PID控制器的3个参数,实现对加热腔的温度控制;设计并制作PCR温度控制仪的硬件电路,包括温度采样电路、半导体驱动电路、单片机系统、显示电路等。
关键词:PCR反应仪;半导体制冷器;温度采样
PCR Gene Amplification Instrument Temperature Control System Hardware Circuit Design
Abstract
Developments of Life Science Instruments have provided effective means for Life improved the life science researching from the cell level to more deeply level,the molecular level..Without these Life Science Instruments,.Lots of great research projects will be very difficult being carried is an important and widely used life science is widely used in biochemical