基于C8051F020芯片的總磷在線自動(dòng)分析儀

　　本儀器以C8051F020為核心，外圍擴(kuò)展了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT45DB081、時(shí)鐘芯片 DS1687、數(shù)字溫度傳感器DS18B20、智能液晶和鍵盤等，它們主要用于完成信號(hào)的采集、按鍵掃描、液晶顯示和報(bào)警、溫度檢測、工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出、控制閥門的開關(guān)和各種光源指示等功能。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器AT45DB081(SPI串行接口)的存儲(chǔ)容量為8MBit，可以存儲(chǔ)一年的測量數(shù)據(jù);時(shí)鐘芯片DS1687(8位并行接口)可以自動(dòng)更新年、月、日、時(shí)、分、秒，用以完成儀器的自動(dòng)標(biāo)定功能;數(shù)字溫度傳感器DS18B20(單總線接口)用于監(jiān)測溶液的溫度，以保證液體恒溫，加快化學(xué)反應(yīng)速度，減小測量周期，提高儀器測量的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性;智能液晶(UART串口通信)和按鍵則用于完成人機(jī)對(duì)話功能，形成良好的人機(jī)界面。

　　該儀器用到的I/O口有40多個(gè)，可用于控制各個(gè)閥門和各種光源的開關(guān)、鍵盤輸入和DS1687的擴(kuò)展等，而C8051F020有64根I/O口線，因此可完全滿足需要。

　　利用該硬件電路配以完善的軟件設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)：鍵盤操作、液晶顯示、數(shù)據(jù)采集及檢測、數(shù)據(jù)輸出、報(bào)警光源控制和攪拌器的控制。圖3是儀器系統(tǒng)的工作主流程框圖。在儀器開啟時(shí)，程序首先進(jìn)行初始化自檢和設(shè)置中斷入口地址，然后刷新液晶顯示屏，讀出DS1687的時(shí)鐘信號(hào)并將顯示初始濃度值“0. 000mg/L送到顯示屏。開啟控制閥，注入被測水樣對(duì)分解測量杯進(jìn)行預(yù)清洗1分鐘，再通過中斷響應(yīng)判斷有無鍵按下。若無鍵按下，則調(diào)用分析子程序以完成一個(gè)周期內(nèi)的操作，并將計(jì)算結(jié)果送液晶顯示器顯示，同時(shí)將其輸送到C8051F020的D/A口作為現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，最后將測量結(jié)果存儲(chǔ)到 AT45DB081作為歷史記錄保存。一個(gè)周期測量完畢后，程序返回下一個(gè)測量周期。

　　4 結(jié)束語

　　由于該總磷在線自動(dòng)分析儀利用了 C8051F020的D/A轉(zhuǎn)換、A/D轉(zhuǎn)換、UART和SPI串行通信等多種增強(qiáng)功能，因此，儀器結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)簡化。同時(shí)由于該總磷在線自動(dòng)分析儀集恒溫、分解、測量、控制于一體，因而大大簡化了化學(xué)分析流程，提高了在線分析的檢測速度和穩(wěn)定性，取得了良好的應(yīng)用效果。