基于MSP430的多探頭核輻射劑量率儀研制
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3 硬件電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵問題有兩個(gè)：一是多個(gè)數(shù)字探頭的高壓供電問題，解決辦法是采用D／A轉(zhuǎn)換模塊與單片機(jī)連接，通過軟件控制來提供可變的低電壓，然后將此低壓接入能線性放大的高壓轉(zhuǎn)換模塊為探頭供電；二是多個(gè)探頭的識(shí)別與數(shù)據(jù)傳輸問題，解決辦法是將探頭編號(hào)，并在數(shù)字探頭與單片機(jī)間采用RS 485串口連接，共連接四根線，分別是電源線，地線，A頭，B頭。探頭接收到傳送ID指令時(shí)就將自己特有的編號(hào)傳給主機(jī)，主機(jī)進(jìn)行判斷，看是哪種探頭，進(jìn)而轉(zhuǎn)到相應(yīng)的軟件處理程序。當(dāng)測(cè)完數(shù)據(jù)后采用第一片MSP430與第二片MSP430單片機(jī)雙機(jī)通信方式將劑量率送至主機(jī)。圖1中虛線框內(nèi)就是數(shù)字探頭部分，這里的A～N種探測(cè)器和信號(hào)處理電路并不是指同時(shí)掛接在主機(jī)上，而是指可更換的意思。其余模塊包括128×64液晶顯示屏，底色為白色，顯示十分清晰；外部存儲(chǔ)器，可存儲(chǔ)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)；時(shí)鐘芯片，顯示年、月、日、時(shí)；報(bào)警電路，當(dāng)劑量率過大時(shí)蜂鳴報(bào)警；2×2鍵盤，控制儀器選項(xiàng)及頁面變化。硬件連接方式如圖1所示。
4 探頭與主機(jī)通信協(xié)議
主機(jī)使用RS 485串口與智能探頭相接，采用半雙工進(jìn)行通信，波特率為9 600 b／s，每幀格式為：1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。探頭在向儀器發(fā)送數(shù)據(jù)設(shè)為發(fā)送狀態(tài)，其余時(shí)隙設(shè)為接收狀態(tài)。
測(cè)量不同射線的探頭都有一個(gè)ID號(hào)，以便儀器能識(shí)別不同的探頭。為了方便以后擴(kuò)展與使用，探頭的ID號(hào)由5個(gè)字節(jié)組成共40位。其中，0～15位表示探頭研發(fā)的年份，用BCD碼表示0～7位為年，8～15位為世紀(jì)；16～23位表示發(fā)送出的數(shù)據(jù)是計(jì)數(shù)還是輻射的照射量；24～32位表示測(cè)量的范圍；32～39位表示測(cè)量輻射的類型。
5 軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要分為主機(jī)程序和探頭程序兩大部分。程序在IAR Embedded Workbench軟件平臺(tái)上利用C語言進(jìn)行開發(fā)，主機(jī)軟件流程圖和探頭軟件流程圖分別如圖2和圖3所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/172888.htm
探頭與主機(jī)連接后，首先，探頭每隔1 s向主機(jī)發(fā)送一次自己的ID號(hào)，直到主機(jī)對(duì)該ID號(hào)進(jìn)行判斷、辨識(shí)、做出正確的應(yīng)答后才停止發(fā)送；然后，判斷是否需要修改探頭參數(shù)，若需要?jiǎng)t在主機(jī)上通過鍵盤對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改，修改后發(fā)送修改參數(shù)指令至探頭；最后向探頭發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)指令，探頭接收到指令后，根據(jù)主機(jī)發(fā)送的參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出劑量率傳送給主機(jī)，若劑量率超出報(bào)警閥值，主機(jī)發(fā)出警報(bào)。
6 結(jié)語
儀器研制完畢后，已對(duì)空氣中的輻射劑量作了一段時(shí)間的測(cè)量，整機(jī)具有運(yùn)行穩(wěn)定、靈敏度高、以及功耗低等優(yōu)點(diǎn)。另外當(dāng)進(jìn)行戶外探測(cè)時(shí)由于設(shè)計(jì)的是多探頭系統(tǒng)，可以方便儀器攜帶，并且可同時(shí)獲得不同類型輻射的劑量率，大大提高了探測(cè)效率。
評(píng)論