微流控芯片凭借其操作自动化和体积微型化的特点正受到越来越多的关注和欢迎，应用领域已经包括医疗诊断、医药学、食品安全、农业和军事用途。PCR(聚合酶链式反应)—CE(毛细管电泳)芯片是微流控芯片的一种，其功能一般是分析DNA溶液样本，包括：提取、扩增DNA、毛细管电泳分离DNA，最终检测感兴趣的目标DNA。PCR-CE微流控芯片分析仪工作流程如下：首先，使用者将待分析的DNA样本溶液注入样品池，仪器通过电渗流驱动将样本加载到微流控芯片通道内，然后继续驱动其进入PCR反应区，流过三条恒温带并被循环加热，生成DNA扩增产物，再经由毛细管电泳对各种DNA片断进行分离，最后检测目标DNA含量和类型。传统的PCR—CE芯片分析仪器体积大，成本高，不便于携带和在室外使用，这些缺点使其推广使用受到较大的限制。一个有效地解决办法就是在保证功能的前提下，把仪器控制系统微小型化，降低体积和成本，这就是本文的研究目的。 本文的主要工作和创新点是设计开发出具有DNA聚合酶链式反应(PCR)和毛细管电泳(CE)分离功能的PCR-CE芯片分析仪控制系统。研究方法主要是采用32位嵌入式ARM微控制器LPC2138实现PCR扩增所需的三条恒温区(PCR变性、退火及延伸温区)温度控制、电渗流驱动控制以及毛细管电泳分离样本所需的高压电场控制系统。本控制系统硬件电路部分主要包括人机接口电路(包括矩阵式键盘电路、液晶屏显示电路)、串口通信电路、温度控制电路、电渗流驱动电路和毛细管电泳分离电路。 本系统软件部分包括上位机软件和下位机软件。上位机分析软件采用Visual C++作为设计开发环境，采用面向对象的程序设计方法，将下位机采集到的实时信号通过串口通信送到上位机，并对这些信号进行分析计算。由于对PCR扩增所需温度的精确控制是影响PCR反应效果的最关键因素，因此本文在温度控制系统中采用模糊免疫PID控制算法实现对温度的精确控制，其控制性能优于常规PID控制器；本系统通过Matlab软件中的Com Builder将模糊免疫PID算法程序做成Com组件，上位机中的分析软件可以直接对其调用。该分析软件运行时能够脱离Matlab等软件环境，是不依赖于其它软件的可以打包