具有語音提示功能的糧食水分測試儀
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糧食中的水分按物理性質(zhì)可分為結(jié)合水(結(jié)晶水) 和游離水(自由水) 。結(jié)合水是在糧粒生長過程中自然形成的，存在于糧食細(xì)胞內(nèi)與糧粒內(nèi)親水物質(zhì)結(jié)合得很牢固，性質(zhì)很穩(wěn)定，難以解吸，結(jié)合水不參加導(dǎo)電；游離水是通過物理吸附作用凝聚在糧食內(nèi)部的毛細(xì)管內(nèi)和分子間隙中的水分，它具有普通水的導(dǎo)電性質(zhì)，平時檢測指示的水分指的是游離水。如果不加選擇地購進(jìn)和儲藏糧食，必然會影響糧食的儲藏周期，導(dǎo)致糧食的過早發(fā)霉、變質(zhì)、腐爛，因此必須時刻在意糧食的水分含量，本文根據(jù)糧食的介電特性，利用凌陽科技公司的SPCE061A 單片機(jī)的快速運(yùn)算與處理數(shù)據(jù)的能力和語音功能的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了完整的測試方案，它具有低功耗、便于攜帶、具有語音提示功能、操作方便、人機(jī)界面友好等特點(diǎn)，可廣泛地應(yīng)用于糧食的調(diào)撥、征購、儲藏、加工等環(huán)節(jié)中。
2 SPCE061A 單片機(jī)簡介
SPCE061A 是臺灣凌陽科技公司推出的一款以μ nSPTM為核心的基于SOC(System On Chip) 技術(shù)的16 位單片機(jī)。SPCE061A中包括2K字節(jié)的SRAM和32K字節(jié)的閃存ROM； 32 位可編程的多功能I/ O 端口；兩個16 位可編程定時器/ 計(jì)數(shù)器；14 個中斷源，兩級優(yōu)先級，三種中斷類型；32768Hz 實(shí)時時鐘；低電壓復(fù)位/監(jiān)測功能；可編程的看門狗功能；7 通道10 位A/ D 輸入和單通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制AGC 功能的聲音A/ D 轉(zhuǎn)換器；雙通道10 位D/ A 音頻轉(zhuǎn)換器；具有ICE( In Circuit Emula2tion) 接口，能夠方便的實(shí)現(xiàn)在線仿真和程序的下載； SPCE061A在2. 6～3. 6V 工作電壓范圍內(nèi)的工作頻率范圍為0. 32～49.152MHz ，較高的數(shù)據(jù)處理速度使SPCE061A 能夠非常容易地、快速地處理復(fù)雜的數(shù)字信號， SPCE061A 能夠?qū)崿F(xiàn)用于處理數(shù)字信號的16 位3 16 位的內(nèi)積運(yùn)算，因此非常適合于數(shù)字語音識別和應(yīng)用領(lǐng)域。凌陽的指令系統(tǒng)采用精簡指令集，它以字為單位，從而格式緊湊、靈活；執(zhí)行時間短。由此可見，SPCE061A 是一款以單片機(jī)的價(jià)格獲得DSP 處理速度的具有高性價(jià)比的單片機(jī)。
3 系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
3. 1 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1 所示：
圖1 硬件結(jié)構(gòu)圖
糧食水分的測試通常采用電阻法和電容法，由于非金屬干燥物質(zhì)的電阻很大，通常能達(dá)到幾十到幾百兆歐，要使這樣大的電阻流過電流必須在檢測電極兩端加上高電壓，即使這樣獲得的電流也只是微安級的，必須要經(jīng)過放大等處理措施，因此用電阻法檢測獲得的測量信號微弱，影響測量精度。本電路采用電容法進(jìn)行測量， 經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的反復(fù)驗(yàn)證，水分傳感器采用圓柱形容器測量糧食的含水量比平板式容器要準(zhǔn)確些，操作也較方便，測量值受邊緣效應(yīng)影響較小。信號調(diào)理電路采用555 芯片構(gòu)成的非重復(fù)觸發(fā)的單穩(wěn)觸發(fā)電路，如圖2 所示：
圖2 信號調(diào)理電路
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