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生物芯片检测系统是一种基于光、机、电一体化的高精度生物芯片检测仪器，是生命科学技术研究的支撑平台之一，广泛应用于分子生物学、医学基础研究、疾病基因诊断、临床治疗以及环境检测等领域。对促进当代生命科学的发展有着重要的意义。本课题基于磁性纳米颗粒的SNP检测技术基础，开发一种快速、高通量且适合临床诊断分析的生物芯片检测系统。
本文在研究了生物芯片检测系统的组成、生物芯片检测技术的发展现状和工作原理的基础上，根据检测系统的功能要求和性能要求，提出并设计基于ARM和FPGA的总体架构，简要讨论了ARM和FPGA的特点与优势。ARM处理器的主要功能是完成系统的总体控制，提供人机界面接口；FPGA主要执行来自ARM的控制指令。对温控系统所选用的模糊PID控制算法进行了研究和探讨。完成对检测系统硬件电路的详细设计，主要包括ARM最小系统电路、FPGA控制单元电路、外围模块电路的PMI光路控制、96微孔板的温度采集与精确控制、电机伺服驱动控制等。完成Linux软件系统搭建与交叉编译环境的建立，设计完成ARM与FPGA的接口驱动程序和温度测量的A/D转换驱动程序，对内核进行相应裁剪，编译生成符合平台要求的内核。对FPGA模块的内部结构进行了分析与程序设计，包括PWM可变占空比的模块、DS18B20接口模块等设计，并进行了相关的仿真验证。最后对课题进行了总结，并提出后续的工作目标和方向。