隨著 微 電 子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子產(chǎn)品越來(lái)越微型化，集成化，自動(dòng)化，低廉化，進(jìn)而推動(dòng)著其它許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。特別進(jìn)人21世紀(jì)以來(lái)，生物技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合，成為高科技領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。199()年由瑞士的Manz和Widmer首先提出的“微全分析系統(tǒng)”〔’〕(microto talan alysissy stems，即ptTAS)，通俗地稱為“建在芯片上的實(shí)驗(yàn)室”(Lab on a chip)或簡(jiǎn)稱芯片實(shí)驗(yàn)室(Lab chip)，主要組成部分為電泳芯片，同時(shí)是進(jìn)樣，分離和檢測(cè)為一體的微型裝置，其在電泳實(shí)驗(yàn)中的高效檢測(cè)性能為生物化學(xué)分析儀器發(fā)展提供了一種借鑒。p.TAS廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境檢測(cè)、食品衛(wèi)生、科學(xué)以及國(guó)防等眾多領(lǐng)域。目前 應(yīng) 用 的大多為多通道的毛細(xì)管電泳芯片，這也是芯片發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。這不僅對(duì)電泳芯片本身的設(shè)計(jì)和制作提出了更高的要求，也對(duì)傳感器和數(shù)據(jù)處理技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)?？紤]成本，集成度，控制能力以及可靠性方面的因素，本系統(tǒng)采用單片機(jī)作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、控制以及通訊的硬件平臺(tái)。如果系統(tǒng)中既有實(shí)時(shí)的通信任務(wù)，同時(shí)又有其他實(shí)時(shí)任務(wù)，采用一個(gè)廉價(jià)的單片機(jī)，資源會(huì)比較緊張，不僅實(shí)現(xiàn)困難，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且效果可能不滿意。而采用高性能的處理器，又浪費(fèi)了其有效資源，所以本系統(tǒng)采用兩個(gè)MCU協(xié)同工作，以并行/分布式多機(jī)的思想，構(gòu)成了電泳芯 片核心的雙單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
微全 分 析 系 統(tǒng) 進(jìn)行的多項(xiàng)實(shí)時(shí)任務(wù)，可以劃分為以下 幾個(gè)模塊:①采集模塊。負(fù)責(zé)對(duì)外圍檢驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行控 制以及對(duì)傳送過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行采集和分析;②交互模 塊。通過(guò)液晶顯示，鍵盤掃描，以及打印等實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)人 員對(duì)前端采集電路的交互操作;③雙單片機(jī)控制和通 信模塊。協(xié)調(diào)雙單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸和指令傳輸 ;④網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊。其中一個(gè)單片機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)發(fā)送接 收數(shù)據(jù)到上位機(jī)。本文提出一種實(shí)時(shí)多任務(wù)的雙單片 機(jī)控制和通信系統(tǒng)[31的設(shè)計(jì)，一個(gè)MCU基于TCP /IP網(wǎng)絡(luò)模塊的實(shí)現(xiàn)。