聚合酶连反应(PCR)是一种在体外将特定DNA片段短时间大量扩增的技术,自1985年发明以来在生物、医学等相关领域获得了广泛应用,被誉为革命性技术。定量PCR技术在PCR技术基础上,实现对初始DNA模板的准确定量,使得基因分析技术从原先的定性分析向精确定量分析转变,对相关学科及应用的深入开展具有重要意义。荧光定量PCR仪控制与监测系统提供PCR反应所需的温度环境,同时监测PCR反应进程驱动检测系统将荧光信号转换为电信号,经后续的分析与处理实现对DNA初始模板的定量,是定量PCR仪最重要的系统之一本文从定量PCR原理入手,以ARM芯片为核心,移植Windows CE系统,搭建半导体变温子系统和空间正交两轴联动运动控制子系统,通过建立半导体变温系统数学模型,分析热传递滞后特性,研究温度控制算法和轨迹插补算法,完成了控制与检测系统的设计与建立,实现了定量PCR仪热循环温度控制、运动控制、仪器检测以及这些功能的有机统一,从而实现定量PCR仪扩增、检测的一体化与自动化。此外,本文对系统的核心功能进行了实验分析,实验表明,本系统温度控制响应快、超调小、精度高、重复性好,运动控制定位精度较高,能够实现定量PCR仪扩增、检测的一体化与自动化。本文在嵌入式技术基础上,对定量PCR仪热循环温度控制进行了深入研究,围绕此核心,研究运动控制及仪器检测并将它们与热循环模块有机统一,实现了定量PCR仪扩增、检测的一体化与自动化,这对我国定量PCR技术研究具有重要科研价值,对我国定量PCR仪产品追赶国际先进水平具有重要推动意义。