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高分辨率熔解(HRM，High Resolution Melting)曲线分析技术是近年来在实时荧光定量PCR(Polymerse Chain Reaction)基础上发展起来的一种用于基因突变和SNP(Single Nucleotide Polymorphsim)分析的新技术。相比传统的突变分析方法，简化了操作步骤，大大降低了使用成本，可广泛应用于SNP、简单序列重复(SSR)和插入/缺失等分子标记检测、农作物品种鉴定、遗传图谱构建、基因分型、甲基化研究等多个研究领域。 HRM是对PCR的扩增产物进行分析，本课题的目标是设计一款可以满足PCR和HRM分析要求的温度控制系统。针对PCR和HRM分析对温度控制的要求，设计了一种基于半导体加热制冷器(TEC，Thermoelectric Cooler)的温度控制系统。为了满足PCR阶段快速的温度响应速度，根据TEC的工作机制，确定了一种热管式散热结构，提高了温度控制系统的散热效率。同时为了满足HRM分析阶段要求的高精度温度控制，文中选用高精度的铂电阻温度传感器作为测温元件，经过电阻桥式电路把温度信号精确的送到信号放大电路中，并经过24位的ADC转换电路对得到的模拟信号进行离散送到FPGA控制器中。因为要求温度按照设定的方式变化，所以需要设计一种稳定的控制算法。文中设计了两种控制算法:前馈-分段PID控制算法和复合控制算法，比较了两种控制算法的效果，最终选择前馈-分段PID算法作为温度控制系统的控制算法。根据测得温度值与设定温度值之间的差异，设定不同的阈值、调节PID控制参数，使其迅速达到设定的温度，并在该温度值的波动在设定的范围之内。经过测试，该温度控制系统的升温速率为4.5℃/s，降温速率为4℃/s，温控精度为0.1℃，HRM阶段可以实现0.1℃的升步长，每个温区的温度波动在0.02℃以内。 本课题以HRM分析的温度控制系统为研究对象，完成了基于FPGA的硬件控制电路设计，研究了温度控制系统的控制算法，并通过生物实验验证了该温度控制系统的可用性，设计的温度控制系统满足实验的要求，达到了设计目标。