仪器软件方案设计说明书

文档编号版本密级研发部工程名称工程来源编写：日期：审核：日期：批准：日期：序号变更说明作者版本号日期批准一、引言......................................................................................................-1-精品文档放心下载1.1编写目的............................................................................................-1-感谢阅读1.2范围....................................................................................................-1-感谢阅读1.3定义....................................................................................................-1-谢谢阅读1.4版本说明............................................................................................-1-精品文档放心下载1.5参考资料............................................................................................-1-感谢阅读二、工程概述...................................................................................................-2-精品文档放心下载2.1产品描述............................................................................................-2-精品文档放心下载2.2产品功能............................................................................................-2-精品文档放心下载2.3用户特点............................................................................................-2-感谢阅读三、嵌入式软件整体方案设计.......................................................................-3-感谢阅读3.1子系统限制方案设计........................................................................-3-谢谢阅读3.2中控板GUI方案设计......................................................................-3-感谢阅读3.3数据通信方案设计............................................................................-4-谢谢阅读四、子系统限制方案设计...............................................................................-5-精品文档放心下载4.1液路系统限制方案设计....................................................................-5-谢谢阅读4.2样品采集系统限制方案设计............................................................-7-精品文档放心下载4.3二氧化碳恒温造就箱环境限制环境设计........................................-8-感谢阅读五、中控板GUI方案设计.............................................................................-9-谢谢阅读六、数据通信方案设计.................................................................................-10-感谢阅读6.1数据链路层通信方式......................................................................-10-精品文档放心下载6.2PC与主控板通信流程设计.............................................................-10-感谢阅读一、引言感谢阅读软件工程师、测试工程师等阅读。本软件为工程仪器设备限制软件。Vx.x|次版本号，表示软件模块更改主版本号，表示软件架构性的更改1.《HA通信协议总括.doc》-1-二、工程概述工程是由核心部件hollowfiber构成细菌和细胞的造就系统，这套系统有着感谢阅读广泛的应用前景，我们公司研发这个工程的目的目前主要用于三个方面：1、免谢谢阅读疫细胞治疗；2、药物PK/PD应用；3、干细胞造就。谢谢阅读仪器总体包括5个局部：以hollowfiber为核心的主、次循环单元；环境限谢谢阅读制单元；样品采集存储单元；计算机限制单元。感谢阅读时进展样本采集，并且供应一个意志细菌、细胞生长的恒定的环境。谢谢阅读感谢阅读-2-三、嵌入式软件整体方案设计软件、样品采集板软件、二氧化碳恒温环境限制板软件。从功能上分，大体可以分为：子系统限制系统软件设计、中控板GUI方案设计、数据通信方案设计。感谢阅读谢谢阅读如图3-1所示根本框架构造。图中控机硬件构造上选择STM32F429，其自带TFT屏硬件驱动器，并且带有精品文档放心下载硬件加速功。在实时操作系统上选择UCOSIII，其功能相对于做了封装的精品文档放心下载FreeRTOSCMSIS固谢谢阅读件库采纳Ver1.5，而非HAL库，因为此中控机对于底层的处理要求，特殊是对感谢阅读串口的底层操作敏捷性要求高，不能运用HAL的傻瓜式库函数，会影响程序效精品文档放心下载率以及构造性能。液路系统、样品采集、以及二氧化碳恒温箱系统均采纳STM32F407，将时感谢阅读钟调高到160MHz，足以处理任何传感器数据以及意外状况，并且搭载谢谢阅读STM32Cube上自带的，采纳HAL库，这样做的好处在于，对于外设感谢阅读开发简洁，可以通过STM32Cube干脆生成目标驱动。精品文档放心下载要进展单独设计。精品文档放心下载中控GUI设计作为仪器的一个显示窗口，为客户供应仪器运行状态的最直感谢阅读观显示，故其要去：简洁、大气、美观。原那么上，不在中控GUI上做限制吩谢谢阅读咐接口，只供应显示。-3-的好与坏，干脆影响设备的正常运行。谢谢阅读精品文档放心下载应到中控以及上位机，同时能够接收并解析中控或者上位机的吩咐。感谢阅读-4-四、子系统限制方案设计精品文档放心下载谢谢阅读是指液路平衡时须要处理的一些运行限制状态。开始输入培养基体积建立环境开始运行1转动2转动副循环培养液体积超一半？是1转动（慢）2转动（快）否蠕动泵1转动（快）蠕动泵2转动（慢）抽取足够培养

液体积？是培养袋中溶液相差100g以内否主循环>副循环是蠕动泵1转动（快）蠕动泵2转动（慢）否是1转动（慢）

2转动（快）环境建立玩成图4-1-1液路建立流程图如图4-1-1液路建立流程图所示，液路系统先接收造就基的体积，然后接收感谢阅读-5-来平衡主次循环中的液体流向。液路运行令令令次重量＞5是蠕动泵1蠕动泵2否次重量＜5主重量＜5是蠕动泵1蠕动泵2行行否主重量＞5是蠕动泵1蠕动泵2图4-1-2液路运行流程图如图4-1-2液路运行流程图所示，液路系统建立完成后起先运行，然后接收

上位机的指令，同时进展主次循环称重比拟。假如主重量比次重量大5g，主蠕

动泵转速快；次重量比主重量大5g，次蠕动泵转速快；主重量和次重量的差值

在5g之内，速度一样。在接收到上位机的进造就基指令，进药液指令，排废液

指令，暂停指令或者停顿指令后，仪器做出相应的操作。精品文档放心下载-6-开始转盘以及坐标轴复位Z轴复位注射结束？X轴电机复位复位异常时间内复位完成？注入一次样本转盘复位开始样品采集Z轴开始穿刺本次采样结束注射泵混匀X轴电机到达预定位置注射泵抽取样本转盘到达预定的位置图4-2-1样品采集系统限制流程图图4-2-1样品采集系统限制流程图，开机候，转盘以及X轴，Z轴先复位，感谢阅读假如复位超时，那么发送复位异样数据包，接着执行复位操作，直到系统复位。精品文档放心下载谢谢阅读盘起先运转到达预定的位置后，X轴电机运转到达预定位置后，Z轴电机运转，感谢阅读采样针穿刺，注入样本，Z轴复位。判定本次样本注入完毕，假如没有，那么执精品文档放心下载X谢谢阅读-7-开始发送传感器异常命令否传感器初始化完毕？是读取传感

器参数>4.9%否打开电磁

阀放气

500ms等待气体

稳定图4-3-1二氧化碳浓度限制流程图4-3-1是二氧化碳浓度限制流程，上电后，传感器自检，假如自检失败，精品文档放心下载感谢阅读数，假如浓度小于4.9%，那么翻开电磁阀放二氧化碳气体500mS，等待气体稳感谢阅读定后，重新测量，重复之前操作，假如大于4.9%，那么不用放二氧化碳气体。精品文档放心下载温度限制，干脆与温控板连接，设置其温度。-8-五、中控板GUI方案设计emWin设计用于供应高效且独立于处理器和显示限制器的图形用户界面，精品文档放心下载谢谢阅读统或具有任何商业RTOS兼容，emWin的发货形式为C语言源代码。它可适用感谢阅读于任何尺寸的、具有任何显示限制器和CPU的物理和虚拟显示器。STemwin是谢谢阅读特地用于STM32系列芯片的emwin界面。感谢阅读中控板的GUI就是采纳了STemwin的界面限制方法。感谢阅读-9-六、数据通信方案设计是图6-1根本底层通信机制流程各子系统与中控板之间通过物理层上用RS232串口协议进展数据通信，因谢谢阅读精品文档放心下载层，以完善数据通信功能，所以提出了图6-1所示的根本通信机制流程。谢谢阅读主机主动发送数据，从机接收，并实时回复，主机接收到回复之后，标记本感谢阅读次数据发送胜利，假如没有收到回复信息，那么会实时重发，超过三次重发，发感谢阅读送通信异样事务。数据通信格式请参考《HA通信协议总括.doc》文档。感谢阅读PC机与主控板之间主要包含四种状态，主系统以及各子系统初始化状态，谢谢阅读正常运行状态，异样运行状态，完毕状态。图6-2是主系统初始化流程图，其中谢谢阅读包含了正常初始化以及异样初始化处理。-10-开始系统初始化否PC软件查询下位机在线屏幕输出异常询问次数小于3否在线？是PC查询下位机初始化状态PC显示错误状态PC显示系统初始化中否结束？成功？PC显示系统初始化成功图-11-PC:液路运行流程PC显示传感器参数定时询问传感器参

数：压力，颜色等PC轮询液路状态成功？否PC显示错误界面图图5-2是液路系统初始化流程图，其中在等待下位机发送运行状态过程中，感谢阅读上位机每隔5S轮询一次，而压力、颜色传感器参数轮训建议周期是10S。谢谢阅读-12-样品采集运行流程

否PC是3否是PC态否是否PC图图5-3是样品采集系统运行状态与PC交互的流程图，发送样品采集的吩咐精品文档放心下载感谢阅读品采集吩咐。〔疑问：紫光灯杀菌须要1个小时，而细菌样品采集时间间隔低于谢谢阅读1小时怎么处理〕图5-4是CO2环境建立流程，首先须要依据用户设定CO2环境的温度，PC精品文档放心下载机每隔5S轮询一次环境建立的状态，并实时显示CO2的浓度和温度。感谢阅读-13-否PC设定CO2培养箱温度是大于3次？否接收