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多通道微注射泵的设计与实现

＆amp; nbsp; 0简介微量注射泵是一种长期的微量注射仪器，通常用于临床医学和生命科学研究。该仪器主要用于动静脉输液，输血和精密化学实验。
如今，国内外的微型喷油泵的主要问题是精度不高，一般只能实现单通道均匀喷油。在某些情况下，例如食品检测色谱分析，通常需要以均匀的速度注入试剂。
因此，非常需要设计一个均匀加速或均匀减速的喷射泵，并联动控制多个喷射泵，以实现人机对话数据的处理。 1系统概述如图1所示，系统可分为四个模块：计算机软件控制模块，主控制芯片模块，步进电机驱动模块和传感器模块。
＆amp; Nbsp;计算机通过RS 232串行端口连接到主控制芯片模块。通过自行设计的监控软件，可以实时监控和管理注射泵的工作状态，并在操作后实现全自动处理。
主控制芯片模块由ARM，FPGA和外围电路组成。 FPGA生成步进电机所需的电脉冲信号，并将其传输到驱动器模块。
驱动器模块中的脉冲分配器以规定的方式将电脉冲信号分配到电动机的各相。励磁绕组驱动步进电机的转子运行。
同时，安装在电动机轴上的增量式旋转编码器和压力传感器会实时监视电动机的实际工作状态。由于FPGA的硬件实时处理功能，当旋转编码器停止时，传感器数据将同步传输到FPGA。
当FPGA发送脉冲信号时，它将立即停止电动机和蜂鸣器，并进入锁定状态。 -转子状态；当压力传感器测得的压力超过最大压力极限时，它将立即停止电动机，并且计算机将提示并发出蜂鸣声报警。
2硬件设计2.1主控芯片模块如图2所示，主控模块采用ARM和FPGA的组合。 ARM嵌入式处理器主要负责人机界面和外部通讯以及整个过程的管理。
FPGA实现了多个步进电机的并行控制以及传感器的实时处理。其外围电路包括：LCD模块，键盘输入模块，电源模块，RS 232接口转换模块，报警模块。
＆amp; Nbsp; ARM采用了由意法半导体（ST）推出的基于ARMCorrex M3内核的STM32F103处理器。它集成了32位RISC处理器，低功耗，高性能模拟技术，高速DMA通道，丰富的片上外设以及JTAG仿真和调试。
在性能方面，CorrexM3内核采用ARM V7架构，指令速度可以接近80 MIPS，并且具有强大的数据处理能力和计算能力。 FPGA（即现场可编程门阵列）使用Attera生产的CYCLONE II系列。
EP2C5。 FPGA采用独特的并行计算电路，并且可以将多个控制对象添加到控制内核以进行独立驱动。
控制性能不受影响，控制对象之间没有干扰，避免了多对象实时控制中繁琐的时序设计问题。 ，恰好满足设计中同时控制多台喷油泵的要求，在一定程度上提高了系统的集成度和抗干扰能力。
同时，FPGA具有硬件实时处理能力，每个硬件都在FPGA中实例化，等效于旋转编码器和压力传感器的硬件模块。因此，其处理速度将非常快。
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