基于STC89C516RD+單片機的手持式電子鼻的設計
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3 軟件設計
本電子鼻系統(tǒng)的軟件分為兩大部分。采集終端上的軟件是在Keil uVision2開發(fā)環(huán)境下用C語言編寫的，編寫好的源程序通過RS232串口燒錄到STC89C516KD+單片機中；處理終端上的軟件是基于LabVIEW7．1(National Instrumentation，美國)平臺在PDA(WindowsXP系統(tǒng))上開發(fā)的。本文對該系統(tǒng)進行了簡單的驗證試驗，測試樣品為白酒。通過數(shù)輪的測試表明該電子鼻系統(tǒng)及軟件運行正常，達到了預期的功能要求。測試的軟件界面見圖10。從圖中可以看出電子鼻在一輪完整的測試過程中，須經(jīng)歷4個階段；基態(tài)階段、采樣階段、保持階段及恢復階段。在基態(tài)階段，三通電磁閥切換至空氣通道，傳感器陣列的電壓信號為一條水平基線。待三通電磁閥切換至樣品氣體通道后，系統(tǒng)進入采樣階段，傳感器陣列開始響應，數(shù)秒后電壓信號值上升至峰值再趨于平穩(wěn)，待接近平衡后，系統(tǒng)進入保持階段，三通電磁閥保持樣品氣體通道不變。最后進入恢復階段，三通電磁閥切換回空氣通道，傳感器陣列的響應曲線迅速下降，直至恢復到基線位置。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/171782.htm
圖11是該電子鼻系統(tǒng)的軟件流程圖。在開始測試前，須先在PDA上設定測試過程4個階段的時間值：基態(tài)時間、采樣時間、保持時間及恢復時間。然后由PDA發(fā)出“開始”指令，系統(tǒng)開始測試。采集終端在收到該指令后，內(nèi)部的單片機會按照指令，通過定時器來控制好4個階段的時間。首先單片機會控制DAC調(diào)理模塊輸出加熱電壓用來加熱傳感器陣列，然后再控制ADC模塊采集傳感器陣列的信號電壓，并選擇將獲取的數(shù)據(jù)存到存儲模塊中，或者直接由無線模塊反饋給接收端的PDA做分析與處理。待數(shù)據(jù)采集完畢，PDA發(fā)出“結(jié)束”指令，系統(tǒng)停止工作。
在進行下一輪的測試前，須讓PDA發(fā)出“復位”指令使系統(tǒng)清零后，方可進行新一輪的測試。此外在測試的過程中，可以通過PDA發(fā)出指令來控制微型氣泵和三通電子閥的開關(guān)。在測試停止后，可以通過“打開”指令來讀取之前獲取的傳感器陣列的數(shù)據(jù)及響應曲線。
4 結(jié)束語
本文針對國內(nèi)鮮有電子鼻產(chǎn)品開發(fā)這一現(xiàn)狀，實現(xiàn)了一套基于STC89C516RD+單片機的手持式電子鼻系統(tǒng)。此系統(tǒng)具有低成本、便攜化的特點。系統(tǒng)分為采集終端與處理終端兩大部分，采集終端負責獲取MOS氣體傳感器陣列的響應信號，處理終端則分析與處理獲取的信號。兩個終端之間通過無線通信的方式完成數(shù)據(jù)的交換。最后通過簡單的實驗初步地驗證了系統(tǒng)的性能，表明此電子鼻系統(tǒng)具備一定的市場應用潛力。
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