【技术分享】【原创】电子显微镜的一个设想
0赞想做个嵌入式电子显微镜的设计，最近让一个同学给我写个方案，把设想给组里的同学说了下，今天给我交了，大家看怎么样。
电子显微镜在各中小学的需求量还是很大的，在2009年4月9日召开的“2009中国科学仪器发展年会”上，国家生物医学分析中心张德添教授为与会人员介绍了电镜的最新技术并分析了相关技术发展趋势。他讲到发展高性能，智能化，功能化，综合型和小型化的电子显微镜镜是今后发展的趋势。扫描电子显微镜主要是观察物体的表面形貌，能够直接观察样品表面的结构，也可以从各种角度对样品进行观察，样品制备过程简单。扫描电子显微镜有普通电子显微镜、分析型扫描电子显微镜和场发射枪扫描电子显微镜。
1、电子显微镜市场稳步增长
纳米技术、材料科学、制药、生命科学、化学等领域的快速发展推动了电子显微镜市场近年来的稳步增长；虽然高分辨率的电子显微镜单台价格达两三千万元，但是相关单位仍然希望得到高分辨电子显微镜用于科学研究，比如：FEI公司生产的Titan Krios冷冻透射电子显微镜一上市即被新加坡国立大学、清华大学和中科院生物物理研究所订购进行结构分子生物学方面的研究。所以，电子显微镜在科研和生产过程中的重要性不言而喻
2，电子显微镜的需求量很大。
张德添教授说“全国目前能够使用的各种电子显微镜大概是3500－4000台，其中扫描电子显微镜约2500台，其余的是透射电子显微镜；在材料学领域拥有量约3000台，生物医学领域拥有1000台左右，而且每年以大约超过100台的数量在增长，显然电子显微镜在材料科学和生命科学领域已经是不可或缺的工具。” 张德添教授还提到，欧美很多国家的医院已经在使用电子显微镜作为诊断工具，患者不仅仅要求知道诊断结果，同时还要求电子显微镜测试结果，所以电镜将来的前景非常看好，我国目前已经建立了部分电子显微镜测试方法的国家标准，今后对于电镜的需求肯定会增加。
在八十年代以前，我国的国产电子显微镜数量基本与进口电子显微镜数量相当，其原因之一是由于当时电子显微镜的需求量相对较小，每年约三四十台。进入九十年代，对于电子显微镜的需求大增，而且在市场的带动下电子显微镜技术的发展突飞猛进，尤其是在像差校正方面获得了重要的进展；加之生物技术的发展，促使更加先进的电子显微镜出现；同时国外电子显微镜大举进入中国市场，而我国电子显微镜的研发投入严重不足，这样的多重因素导致我们的电子显微镜产业和国外的差距越来越大。
1.3课题意义
“以我国目前的技术实力是完全能够制造出中低端电子显微镜的（包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜），但是由于我国整个工业基础薄弱，制造出来的电子显微镜在稳定性和可靠性方面与进口电子显微镜相比还有不小差距，加上我国还没有形成一定的电子显微镜产业链，一台电子显微镜从头到脚都要靠一个厂家独自完成，这也是发展国产电子显微镜的瓶颈所在。”我们现在所做的这个课题可以很好的解决这些问题。通过软件来放大是一种很好的方法，我们就是采用的此种方法。根据我们的方案制作出的显微镜可以达到比较理想的放大效果，同时以低廉的的价格可以很好的占有市场。此外，我们的技术还可以发展到手持设备，如手机上这样就可以扩展到跟多的实际应用中去。
总体设计方案
本系统以嵌入式微处理器ARM9为硬件核心，应用无线通信网技术和以太网技术，通过移植嵌入式、操作系统Linux,实现一个便携式的，通过软件放大的电子显微的一个装置。通过摄像头采集图片，然后在此基础上对图片进行放大。整体结构如图2-1所示
本系统选用基于ARM9的UP-NETARM2410-S的硬件开发平台(如图2-2所示)、嵌入式操作系统选用的是Linux操作系统。
* 基于ARM9 架构的嵌入式芯片S3C2410，主频202MHz
* 64MB SDRAM
* 64MB FLASH
* 8 寸640*480TFT 真彩LCD
* 触摸屏
* 4 个主USB 口、1 个从USB 口
* 2 个JTAG 接口
* 一个100M 网卡，预留一个100M 网卡
* 两个串口、一个485 接口
* CAN 总线接口
* 红外通信收发器
* 8 通道10 位AD 转换模块
* 2 通道10 位DA 转换模块
* PCMCIA 接口
* SD/MMC 接口
* IDE 硬盘接口
* 笔记本硬盘接口
* CF 卡接口
* IC 卡接口
* 直流电机、步进电机
* 8 个用户自定义LED 数码管
* 17 键键盘
* PS2 鼠标、键盘接口
* 高性能立体声音频模块，支持放音、录音
* 麦克风接入
* 一个168Pin 的扩展插座，硬件可无限扩展
*提供完整的Linux、WinCE、μC/OS-II操作系统移植
*bootloader：vivi
*操作系统：linux 2.4.x
*驱动程序：提供所有板级设备的驱动程序
*mplayer 媒体播放器，实现MPEG4、AVI、WMV 等多种媒体解码。
*摄像头视频采集，QT/E图形界面。
操作系统平台：
本考务管理系统选用Linux操作系统，与采用Windows CE和其他商用的嵌入式系统相比，源代码开放的Linux操作系统可以大大的降低开发的成本。Linux 正在嵌入式开发领域稳步发展。Linux 使用GPL，所有对特定开发板、PDA、掌上机、可携带设备等使用嵌入式Linux 感兴趣的人都可以从因特网上免费下载其内核和应用程序，并开始移植和开发。许多Linux 改良品种迎合了嵌入式市场，它们包括RTLinux（实时Linux）、UCLinux（用于非MMU 设备的Linux）、Montavista Linux（用于ARM、MIPS、PPC 的Linux 分发版）、ARM-Linux（ARM 上的Linux）和其它Linux 系统。Linux操作系统本身的微内核体系结构相当简单。网络和文件系统以模块形式置于微内核的上层。驱动程序和其它部件可在运行时作为可加载模块编译到或者是添加到内核。这为构造定制的可嵌入系统提供了高度模块化的构件方法。
S3c2410X 芯片集成了大量的功能单元，包括：
1． 内部1.8V，存储器3.3V，外部IO3.3V，16KB 数据CACH，16KB 指令CACH，MMU；
2． 内置外部存储器控制器（SDRAM 控制和芯片选择逻辑）；
3． LCD 控制器（最高4K 色 STN 和256K 彩色TFT），一个LCD 专用DMA；
4． 4 路带外部请求线的DMA；
5． 三个通用异步串行端口（IrDA1.0, 16-Byte Tx FIFO, and 16-Byte Rx FIFO）,2 通道SPI；
6． 一个多主IIC 总线，一个IIS 总线控制器；
7． SD 主接口版本1.0 和多媒体卡协议版本2.11 兼容；
8． 2 个USB HOST ，一个USB DEVICE（VER1.1）；
9． 4 个PWM 定时器和一个内部定时器；
10．看门狗定时器；
11．117 个通用IO；
12．24 个外部中断；
13．电源控制模式：标准、慢速、休眠、掉电；
14．8 通道10 位ADC 和触摸屏接口；
15．带日历功能的实时时钟；
16．芯片内置PLL；
17．设计用于手持设备和通用嵌入式系统；
18．16／32 位RISC 体系结构，使用ARM920T CPU 核的强大指令集；
19．ARM 带MMU 的先进的体系结构支持WINCE、EPOC32、LINUX；
20．指令缓存（cache）、数据缓存、写缓冲和物理地址TAG RAM，减小了对主存储器带宽
和性能的影响；
21．ARM920T CPU 核支持 ARM 调试的体系结构；
22．内部先进的位控制器总线(AMBA2.0, AHB/APB) .
大家如果有好的想法可以给我提一下，如果合适今年就做这个作品了。
