【正文】 0： SMCLK； 1： ACLK。 NMIES 選擇中斷的邊沿觸發(fā) 方式。 (2) 雖然沒有自動(dòng)重載時(shí)間常數(shù)功能，但產(chǎn)生的定時(shí)脈沖或 PWM（脈寬調(diào)制）信號(hào)沒有軟件帶來的誤差。 圖 44 為 Timer_A 結(jié)構(gòu)原理圖。 TACTL 各位的定義如下： 15~10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 未用 SSEL1 SSEL0 ID1 ID0 MC1 MC0 未用 CLR TAIE TAIFG SSEL1， SSEL0 選擇定 時(shí)器進(jìn)入輸入分頻器的時(shí)鐘源。 TAIE 定時(shí)器中斷允許位。 段式 LCD 的基本原理 液晶是一種具有規(guī)則性分子排列的有機(jī)化合物，它即不是固體也不是液體，而是介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質(zhì)。圖 45表示了4MUX顯示模式下的公共端與驅(qū)動(dòng)端，其中 (a)說明了一個(gè)“ 8”字的四個(gè)公共端， (b)說明了兩個(gè)驅(qū)動(dòng)端，當(dāng)分別給公共端與驅(qū)動(dòng)端液晶信號(hào)時(shí)，就顯示對應(yīng)的數(shù)碼 ]12[ 。故這種形式適用于按鍵數(shù)量較少的場合；行列式鍵盤又稱矩陣式鍵盤，設(shè)計(jì) 4行 4列 16個(gè)鍵，只占用 8根 I/O口線，所以鍵數(shù)目較多時(shí)，可節(jié)省 I/O 口線。 RS232是使用最早，應(yīng)用最多的一種異步串行通訊總線，它是美國電子工業(yè)協(xié)會(huì) (Electronic Industries Association)1962年公布的， 1969年最后一次修訂而成。 異步通信是以字符為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，兩個(gè)字符之間的傳輸間隔是任意的，所以每個(gè)字符 的前后都要用一些數(shù)位來作為分隔位。 許多外部設(shè)備和計(jì)算機(jī)是按照串行方式來進(jìn)行通信的。其中功能選擇 為工作模式、參數(shù)設(shè)置模式和報(bào)警模式。 微機(jī)鍵盤可分為編碼和非編碼兩種：編碼鍵盤采用硬件線路來實(shí)現(xiàn)鍵盤編碼，每按下一個(gè)鍵，鍵盤能自動(dòng)生成按鍵代碼，鍵數(shù)較多，而且還能由硬件實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)和采取一些保護(hù)措施。 MSP430的液晶顯示有靜態(tài)、 2MUX、 3MUX、 4MUX四種顯示模式，而最常用還是 4MUX模式。 連續(xù)計(jì)數(shù)模式：當(dāng)定時(shí)器由 0FFFFH 計(jì)數(shù)到 0 時(shí)， TAIFG 置位。 由 SSEL0 和 SSEL1 兩位選擇時(shí)鐘源，然后再由 ID0 和 ID1 選擇分頻系數(shù)將輸入信號(hào)分頻，分頻后的信號(hào)才用于計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。 (3) 輸出單元：具有可選的 8 種輸出模式，用于產(chǎn)生用戶需要的輸出信號(hào)。 (6) 4 種計(jì)數(shù)功能選擇。 16 位定時(shí)器 A(Timer_A) TI 推出的所有 MSP430 系列 FLASH 型單片機(jī)都有定時(shí)器 A(Timer_A)，它是程序設(shè)計(jì)的核心。 TMSEL 工作模式選擇。 下面是 WDTCTL 寄存器各位的定義： 15~8 7 6 5 4 3 2 1 0 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 口令 HOLD NMIES NMI TMSEL CNTCL SSEL IS1 IS0 IS0， IS1 選擇看門狗定時(shí)器的定時(shí)輸出。如果系統(tǒng)不需要看門狗功能，也可將它當(dāng)定時(shí)器使用，當(dāng)?shù)竭_(dá) WDT所定時(shí)的時(shí)間能產(chǎn)生中斷。 定時(shí)器 定時(shí)功能模塊是 MSP430 應(yīng)用系統(tǒng)中經(jīng)常用到 的重要部分，可用來實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、延遲、頻率測量、脈寬測量和信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)檢測等。 (7) P1SEL， P2SEL P1 和 P2 端口功能選擇寄存器 P1 和 P2 兩端口還具有其他片內(nèi)外設(shè)功能，為了減少引腳，將這些功能與芯片外的聯(lián)系通過復(fù)用 P1 和 P2 引腳的方式來實(shí)現(xiàn)。改變方向寄存器的內(nèi)容，輸出緩存的內(nèi)容不受影響。一般在使用端口時(shí)，都要先定義該寄存器，使引腳的輸入 /輸出第 4 章 有害射線監(jiān)測器的硬件設(shè)計(jì) 21 滿足設(shè)計(jì)者的要求。 注意： TA0 在這個(gè)引腳僅是輸出 /BSL 接收口 ,捕獲 :CCI0A 輸入 ,比較 :Out0 輸出 / BSL 發(fā)送口 LCDREF/R13 LCD 外部參考電壓輸入 /第三輸入端口 LCD 最大模擬電壓級(jí) LCDCAP/R23 LCD 充電電容 連接口 /第二輸入端口 LCD 最大模擬電壓級(jí) 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 續(xù)表 2 S5 LCD 段輸出 5 COM0 公用輸出口， COM03 被用作 LCD 公共輸出端 I/O 端口 在 MSP430F4250 這個(gè)型號(hào)的單片機(jī)中有 P P P5 和 P6 四個(gè) I/O 端口。通訊接口芯片選用 MAXIM 公司生產(chǎn)的 MAX3222 型號(hào)芯片。訪問不被占用的內(nèi)存單元也是沒有意義的，不能對其進(jìn)行讀寫操作。 一、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 MSP430 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是最靈活的地址空間，位于存儲(chǔ)器地址空間的0200H 單元以上，這些存儲(chǔ)器一般用于堆棧和變量，如存放經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)：采集到的數(shù)據(jù)、輸入的變量、運(yùn)算的中間結(jié)果等?，F(xiàn)以 64KB 的存儲(chǔ)空間為例說明MSP430 的存儲(chǔ)器使用情況，如圖 33所示。 在 l6 個(gè)寄存器中，程序計(jì)數(shù)器 PC、堆棧指針 SP、狀態(tài)寄存器 SR 和常數(shù) 發(fā)生器 CGI、 CG2 這 4 個(gè)寄存器有特殊用途。 (2) 存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)以及外圍模塊的運(yùn)行控制信息。 MSP430 單片機(jī) 結(jié)構(gòu) MSP430 結(jié)構(gòu)概述 MSP430 系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。其中看門狗可以使程序失控時(shí)迅速復(fù)位；比較器進(jìn)行模擬電壓的比較，配合定時(shí)器可以設(shè)計(jì)為 A/D 轉(zhuǎn)換器；定時(shí)器具有捕獲 /比較功能，可用于事件計(jì)數(shù)、時(shí)序發(fā)生、 PWM 等；有的器件更具有兩個(gè)串口，可方便地實(shí)現(xiàn) 多機(jī)通信等應(yīng)用；具有較多的并行端口，最多可達(dá)到 6 8 條 I/O 口線，而且 I/O 口線具有中斷能力； 12/14 位硬件 A/D 轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達(dá) 200kbps，能滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動(dòng)液晶多達(dá) 120 段。 一、 低電壓、超低功耗 MSP430 系列單片機(jī)，在 ~ 電壓、 1MHz 的時(shí)鐘條件下運(yùn)行，耗燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 電電流 (在 ~400uA 之間 )因不同的工作模式而不同；具有 16 個(gè)中斷源，并且可以任意嵌套，使用靈活方便；用中斷請求將 CPU 喚醒只要 6us，可編制出實(shí)時(shí)性特別高的源代碼；可將 CPU 置于省電模式，以用中斷方式喚醒程序。 (2) 面向控制，能針對性地解決從簡單到復(fù)雜的各類控制任務(wù)，因而能獲得最佳性價(jià)比。在鍺半導(dǎo)體單晶體中滲入 Li 制成鍺半導(dǎo)體元件，具有更優(yōu)越的檢測性能。與前述兩類檢測器相比，在半導(dǎo)體檢 測元件中產(chǎn)生電子 空穴對所需能量要小得多。通過能譜測量，鑒別放射性核素，并且在適當(dāng)?shù)臈l件，能夠定量的分析幾種放射性核素的混合物。蓋革管的充氣氣壓小于 1/4atm (約 25kPa)，工作電壓從幾百伏特至 1500 伏特。 一般的正比計(jì)數(shù)管由一圓柱金屬筒內(nèi)安上一條金屬絲構(gòu)成，筒內(nèi) 充甲烷 (或氬 )和碳?xì)浠衔锏臍怏w，充氣壓力和大氣壓一樣。以上三種檢測器之所以有不同的工作狀態(tài)和不同的功能，主要是由于對它們所施加的工作電壓不同，從而引起電離過程不同。首先要查閱相關(guān)資料，學(xué)習(xí)MSP430 單片機(jī)的軟硬件知識(shí)，設(shè)計(jì)硬件電路，然后學(xué)習(xí) C 語言的相關(guān)知識(shí)，用 C 語言編制數(shù)據(jù)采集 (計(jì)數(shù)器 )、數(shù)碼顯示、鍵盤、參數(shù)設(shè)定、數(shù)據(jù)通訊(RS232)等應(yīng)用程序，最后在 IAR 為 MSP430 設(shè)計(jì)的仿真工具上進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行，完成設(shè)計(jì)。 對環(huán)境樣品進(jìn)行放射性測量和對非放射性環(huán)境樣品監(jiān)測過程一樣，也是經(jīng)過樣品采集、樣品預(yù)處理和選擇適宜方法、儀器測定三個(gè)過程。人體一次或短期內(nèi)接受大劑量照射，將引起急性輻射損傷，如核爆炸、核反應(yīng)堆事故等造成的損傷。 二、人為放射性污染的來源 引起環(huán)境放射性污染的主要來源是生產(chǎn)和應(yīng)用放射性物質(zhì)的單位所排出的放射性廢物，以及核武器爆炸、核事故等產(chǎn)生的放射性物質(zhì)。含有不穩(wěn)定原子核的元素稱為放射性元素，不穩(wěn)定的核稱為放射性原子核由不穩(wěn)定的原子核在衰變過程中釋放出的肉眼看不見的粒子流，就稱之為放射線。此外還建有噪聲監(jiān)測網(wǎng)、輻射監(jiān)測網(wǎng)、區(qū)域監(jiān)測網(wǎng)等。 我國制定并頒布實(shí)施了環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范及有關(guān)的技術(shù)管理規(guī)定，使環(huán)境監(jiān)測技術(shù)管理走上了規(guī)范化的軌道，全國監(jiān)測系統(tǒng)可以開展水、氣、渣、土壤、生物、噪聲、放射性等要素 200 多個(gè)項(xiàng)目的環(huán)境質(zhì)量和污染源監(jiān)測，還可以承擔(dān)較復(fù)雜的環(huán)境問題調(diào)查，各級(jí)監(jiān)測站獲獎(jiǎng) 科研項(xiàng)目 1800多項(xiàng)，其中有環(huán)境背景值、工業(yè)污染源、酸雨、和農(nóng)藥污染調(diào)查等大型課題，更多的則是實(shí)用監(jiān)測技術(shù)?？梢栽跇O短時(shí)間內(nèi)觀察到空氣、水體 污染濃度變化、預(yù)測預(yù)報(bào)未來環(huán)境質(zhì)量。 到了 70 年代，隨著科學(xué)的發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到影響環(huán)境質(zhì)量的因素不僅是化學(xué)因素，還有物理因素，例如噪聲、光、熱、電磁輻射、放射性等。所以，環(huán)境監(jiān)測是間斷或者連續(xù)地測定環(huán)境中污染物的種類、濃度、觀察分析其變化和對環(huán)境影響的過程。在 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)中，對主要硬件 MSP430F4250 單片機(jī)及其外圍電路進(jìn)行了詳細(xì)的論述。目前最常用的 檢測器有三類，即電離型檢測器、閃爍檢測器和半導(dǎo)體檢測器。 Chip microprocessor control。由于環(huán)境污染物通常處于痕量級(jí) (ppm、 ppb)甚至更低，并且基體復(fù)雜，流動(dòng)性變異性大，又涉及空間分布及變化，所以對分析的靈敏度、準(zhǔn)確度、分辨率和分析速度等提出了很高要求。同時(shí)，從點(diǎn)污染的監(jiān)測發(fā)展到面污染及其區(qū)域性的監(jiān)測，這 一階段稱之為環(huán)境監(jiān)測階段，也稱為主動(dòng)監(jiān)測或目的的監(jiān)測階段。由環(huán)保部門和其他部門的有關(guān)單位開發(fā)研制了第 1 章 緒論 3 100 多種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控提供了保證。這些跨行政區(qū)劃的專業(yè)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建立，開始打破了單純以行政區(qū)劃分為單元的環(huán)境監(jiān)測管理體制，適應(yīng)了流域環(huán)境管理提供決策依據(jù)。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 環(huán)境放射性監(jiān)測 基礎(chǔ)知識(shí) 自然界的各種物質(zhì)都是由元素組成的，而組成元素的基本單位是原子。由宇宙射線與大氣層、土壤、水中的核素發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的放射性核素約有 20 余種。 (3) 工農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、科研等部門的排放廢物：這些部門使用放射性核素日益廣泛，其排放廢物也是主要的人為污染源之一。 對放射性核素具體測量的內(nèi)容有：①放射源強(qiáng)度，半衰期，射線種類及能量；②環(huán)境和人體中放射性物質(zhì)含量、放射性強(qiáng)度、空間照射量或電燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 離輻射劑量 。 (4) 個(gè)人外照射劑量的測定：個(gè)人劑量是佩帶在身體適當(dāng)部位，用來測量個(gè)人外照射劑量的儀器，有輕便、小型、容易使用和價(jià)格低廉等特點(diǎn) ]4[ 。 表 21 各種常用的放射性檢測器及其應(yīng)用 射線種類 檢測器 特點(diǎn) α射線 閃爍檢測器 正比計(jì)數(shù)管 半導(dǎo)體檢測器 電流電離室 核乳膠 檢測靈敏度低，探測面積大 檢測效率高，技術(shù)要求高 本底小，靈敏度高，探測面積小 測較大放射形活度 可記錄單個(gè) α粒， 研究其徑跡、射程 β射線 正比計(jì)數(shù)管 蓋革計(jì)數(shù)管 閃爍檢測器 半導(dǎo)體檢測器 檢測效率高，裝置體積大 檢測效率高，裝置體積大 檢測效率低，本底小 探測面積小，裝置體積小 γ射線 閃爍檢測器 半導(dǎo)體檢測器 檢測效率高，能量分辨能力強(qiáng) 能量分辨能力強(qiáng)，裝置體積小 電離型檢測器 電離型檢測器是利用射線通過氣體介質(zhì)時(shí)使氣體發(fā)生電離的原理制成的探測器。 正比計(jì)數(shù)管 正比計(jì)數(shù)管檢測器廣泛用于 α 粒子和 β 粒子的計(jì)數(shù)，優(yōu)點(diǎn)是工作性能穩(wěn)定、本底響應(yīng)低。在輻射監(jiān)測儀器中，可將它做成攜帶式的輻射指示儀或放射性污染監(jiān)測儀。它具有一個(gè)閃爍體，當(dāng)射線進(jìn)入其中是產(chǎn)生閃光，然后用光電倍增管將閃光訊號(hào)放大、記錄下來。 半導(dǎo)體檢測器 半導(dǎo)體檢測器的工作原理與電離型檢測器相似，但其檢測元件是固態(tài)半導(dǎo)體。但由于其元件體積很小，較容易實(shí)現(xiàn)對組織中某點(diǎn)進(jìn)行吸收劑量測定。 第 3 章 MSP430 單片機(jī)原理 11 第 3 章 MSP430 單片機(jī)原理 概述 單片機(jī)的概念及特點(diǎn) 將中央處理器、存儲(chǔ)器、 I/O 接口電路以及連接它們的總線都集成在一塊芯片上的計(jì)算機(jī)，即所謂的單片微型計(jì)算機(jī)，簡稱單片機(jī)。它們具有 16 位 RISC 結(jié)構(gòu)， CPU 中的 16 個(gè)寄存器和常數(shù)發(fā)生器使 MSP430 微控制器能達(dá)到最高的代碼效率；靈活的時(shí)鐘源可以使器件達(dá)到最低的功率消耗；數(shù)字控制的振蕩器 (DCO)可使器件從低功耗模式迅速喚醒，在少于6us 的時(shí)間內(nèi)激活到活躍的工作方式。如果晶體振蕩器在用作CPU 時(shí)鐘 MCLK 時(shí)發(fā)生故障， DCO 會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，以保證系統(tǒng)正常工作；如果程序跑飛，可用看門狗將其復(fù)位。這種方式只需要一臺(tái) PC 機(jī)和一個(gè) JTAG 調(diào)試器，而不需要仿真器和編程器。 MSP430 系列單片機(jī)包含以下主要功能部件： (1) CPU： MSP430 系列單片機(jī)的 CPU 和通用微處理器基本相同，只 是在設(shè)計(jì)上采用了面向控制的結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)。MSP430 不同系列產(chǎn)品所包含外圍模塊的種類及數(shù)目可能不同。 第 3 章 MSP430 單片機(jī)原理 15 MSP430 存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)和地址空間 MSP430 系列采用“馮 紐曼結(jié)構(gòu)”。 (5)程序存儲(chǔ)器的最高地址都是 0FFFFH。 MSP430 可以像訪問普