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SPR传感器信号采集及控制电路硬件设计与实现的中期报告
1.研究背景
SPR（SurfacePlasmonResonance）传感器是一种基于表面等离子共振效应的生物传感器，其原理是通过在金属表面与生物分子相互作用来达到检测目标生物分子的目的。SPR传感器具有灵敏度高、实时性强、非标记性、可重复使用等优点，被广泛应用于生物医学、环境监测、食品安全等领域。
2.设计目标
本项目旨在设计一个SPR传感器信号采集及控制电路，实现对样品中生物分子的检测，并收集、处理和存储检测数据。
3.系统组成
本系统由SPR传感器、光源、光电转换器、比较器、放大器、微控制器、存储器等组成。其中，SPR传感器是检测样品中生物分子的重要部分，其余部分则用于采集、处理和存储检测数据。
4.系统设计
4.1SPR传感器
SPR传感器是本系统的核心部件，其结构如图1所示。该传感器由玻璃片、金属膜和涂层分为三层。当光线从光源照射到金属膜上时，金属膜与样品中的生物分子相互作用，会产生SPR现象，导致反射光强度发生变化。通过光电转换器将反射光转换为电信号后，可得到样品中生物分子的检测数据。
图1SPR传感器结构图
4.2光源
本系统采用的是波长为780nm的LED光源，其功率为50mW，能够产生稳定的照明光线。
4.3光电转换器
本系统采用的是TCRT5000型光电转换器，其具有高灵敏度、高响应速度、低功耗等特点，可将反射光转换为电信号输出。为提高传感器的灵敏度，还需添加补偿电路和滤波器。
4.4比较器
本系统采用的是LM393型比较器，其具有高精度、低功耗、高共模抑制比等特点，可将光电转换器输出的电信号与参考电压进行比较，并将结果反馈给微控制器。
4.5放大器
为提高信号质量和稳定性，本系统采用的是LM358型放大器，其可对光电转换器输出的微弱信号进行放大和滤波处理。
4.6微控制器
本系统采用的是STM32F103RC型微控制器，其具有高性能、低功耗、多种接口、丰富的外设以及良好的软件开发平台等优点，能够有效地控制和处理系统中的各种信号。
4.7存储器
本系统采用的是SPIFlash储存器，其具有高速度、高性能和低功耗等特点，可将采集的检测数据进行存储，方便后续数据分析和处理。
5.系统实现
本系统硬件电路设计已基本完成，并进行了电路仿真和实际测试，结果表明系统的性能稳定，满足设计要求。
6.下一步工作
下一步工作将重点围绕软件部分展开，包括系统软件设计和开发、实验测试和数据分析等工作，力求使该系统能够实现高效、准确和可靠的检测。