對于土壤測試儀的研究需求上，對已經存在系統進行細致的調研分析，收集用戶使用情況和客戶的詳細需求。在保存儀器已有的優點基礎之上，我們以提高儀器的測試速度和測量時間的一致性為出發點，更新硬件測量方法，軟件濾波和曲線模擬方式進測量速度。通過中斷方式的引入，改進儀器的操作流程，簡化測量操作。并重新設計專家系統的數據庫，使得其有很好的擴充性，在存儲容量運行情況下，可以任意擴充數據庫，并且采用合適設計方法，保證未來的容量提升后的查找算法改進不影響已有系統。設計新的專家系統操作方法，大大降低操作復雜度，提高系統友好性。在調查中我們發現用戶在儀器操作中最為煩心的事情就是不知時間長短的等待和儀器是否死機的判斷。由于以前的儀器沒有動態提示功能，使得系統在測量時候除了顯示一個提示信息外，沒有其他任何的動態提示信息和測試狀態的報告。而測量時間的不一致性更是加重了這種情況。我們采用時鐘中斷來不斷更新當前測量狀況，并采用上面提到的新方法來保證測量的時間一致性。并為客戶提供選擇，可以根據對測量精度的要求，能調整測量速度。

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       為保證系統的穩定性，在關鍵模塊設計中，使用自動化單元測試來保證其可信賴。這可以保證在已知情況下系統穩定保證。并采用嚴格的模塊劃分，避免模塊間的干擾。并盡量保證系統 RAM 冗余，避免因為堆棧溢出而導致的軟件進入無序狀態。針對系統意外情況，我們利用時鐘芯片的存儲容量，設計了一個小型的存儲管理，可以將用戶測量數據保存。避免了意外情況下用戶損失過大。這也是對系統穩定性的一個補充。
       在設計中我們設計了硬件模擬層，模擬硬件的功能，使得軟硬件的設計能夠同時進行，后來證明這中設計方案還能節約用戶實驗藥品消耗和為關鍵模塊邏輯驗證提供很好的服務。