【正文】 保存低位字節(jié) POP R7 POP PSW RET 外部中斷1的中斷例程，當(dāng)AD77OS的AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后便會發(fā)生中斷。之后，若用戶選擇了打印功能，則對測量結(jié)果進(jìn)行打印輸出。為了保證電源正常工作，減少干擾和噪聲，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)選擇電源外部元器件。 PC機(jī)RS232C接口引腳說明 Interface Pin show of RS一232C引腳號信號說明1CD載波檢測2RXD接收數(shù)據(jù)3TXD發(fā)送數(shù)據(jù)4DTR數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備好5GND信號地6DSR通訊設(shè)備準(zhǔn)備好7RTS請求發(fā)送8CTS允許發(fā)送9RI響鈴指示本系統(tǒng)采用12V鉛酸蓄電池供電，采用LM2575開關(guān)穩(wěn)壓集成電路提供+5V電壓，由于運放TLC2274和濾波器MAX275需要雙電源供電，采用MAX660生成5v電壓。(l)通信接口電路RS一232C是EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會)公布的異步串行通信接口，采用單端驅(qū)動、單端接收電路。MGLS一12864的控制器HD61202有一系列操作指令，通過指令可以實現(xiàn)對顯示屏的控制。該電路既支持手動復(fù)位，同時提供看門狗控制的復(fù)位。3)狀態(tài)寄存器RDSR指令訪問狀態(tài)寄存器，任何時候都可以讀狀態(tài)寄存器。(7)片內(nèi)異常事件寫保護(hù)(上電、掉電寫保護(hù)和提供寫鎖存)。(三)DS1302接口電路[11]，DSl302與單片機(jī)的連接僅需三條線，將RST、SCLK、I/、用單片機(jī)的通用I/O口線模擬12C通信。位5至位1指示操作單元的地址。DS1302是美國Dallas公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實時時鐘芯片，它可以實時的對秒、分、時、日、周、月等進(jìn)行計時，且具有閏年補償功能。3)時鐘寄存器時鐘寄存器是一個8位讀/寫寄存器。設(shè)計中采用的是美國AD公司生產(chǎn)的一△型高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7705. A/D轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu) Strueture of A/D converting circuit(一)AD7705功能介紹A/D轉(zhuǎn)換器選用美國AD公司生產(chǎn)的藝一△型高精度模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器AD7705。全靜態(tài)操作:0Hz一24MHz phase sensing Detcetor circuit 計算機(jī)系統(tǒng)，主要由單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換器、時鐘電路、看門狗電路、液晶顯示器、打印機(jī)、串行通信接口電路、控制面板、驅(qū)動電機(jī)等幾個部分組成。它不但能進(jìn)一步抑制與有效信號不同頻率的噪聲干擾外，還能有效地抑制與有效同頻率而不同相位的各種信號。每個二階節(jié)的中心頻率F0、轉(zhuǎn)折頻率、品質(zhì)因數(shù)Q、帶寬增益HOBP都由4個外部電阻確定，不需要外接電容。本系統(tǒng)工作在低頻段，傳感器的原電阻是純電阻，用A/D公司的儀用放大器AD620做第一級放大器。是在室溫下使用、探測率最高、頻率響應(yīng)最寬、紅外光范圍內(nèi)響應(yīng)幾乎與波長無關(guān)的熱探測器。因此，用熱釋電效應(yīng)制成的紅外線傳感器往往需要在元件的前面加機(jī)械式的周期遮光裝置，以使此表面電荷周期出現(xiàn)才能實現(xiàn)測量。.溫度噪聲溫度噪聲是環(huán)境溫度升降引起的，隨著通過探測器電流的增加而增加。根據(jù)熱效應(yīng)的不同，可把熱探測器分為測輻射熱計、測輻射熱電偶和熱電堆、熱釋電探測器和高萊管(氣動型)[8]。當(dāng)一束平行的復(fù)合光入射到光柵上，光柵能將它按波長在空間分解為光譜，這是由于多縫衍射和干涉的結(jié)果。射入比色皿的光必須是平行光，否則光程不一致將影響測量精度。 Machine frame of the lamphouse 切光器將光源發(fā)出的直流光信號轉(zhuǎn)換為交流信號以便于放大和抑制噪聲，光譜儀器對調(diào)制器的尺寸以及加工和安裝精度有嚴(yán)格要求【12】。 Prineiple of oil infrared measuring systerm3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 光源系統(tǒng)儀器的光源系統(tǒng)設(shè)計主要包括光源、濾光片等關(guān)鍵部件的選擇。 需要補充說明的是:液層厚度在概念上有別于光路長度和光程。研究高精度、低消耗的測量算法。這兩種方法都是基于油品中某些特性基團(tuán)對紅外光的特征吸收行為進(jìn)行測定的，符合最基本的光的吸收規(guī)律——“比爾定律”。重量法是用有機(jī)萃取劑(石油醚或正己烷)提取酸化了的樣品中的油類，萃取劑通過氧化鋁柱(或佛羅里硅藻土)除去動植物油類，將溶劑蒸發(fā)掉，稱重后計算石油類含量。由于測定方法長期沒有得到統(tǒng)一，因此一直存在方法與方法之間，以及數(shù)據(jù)之間的不可比性，從而影響了判斷油質(zhì)的準(zhǔn)確性。(2)設(shè)計最佳的分光系統(tǒng)，滿足系統(tǒng)對光線的要求。對于特定種類的油，其組分穩(wěn)定，且各組分的含量也一定，所以特定種類的油有穩(wěn)定的吸收光譜，對特定波長的光有確定的吸收能力，即確定的吸光系數(shù)。為了滿足熱釋電紅外探測器的線性范圍在3一10毫瓦，因此我們將使用的“6V，6W”。由鹵鎢燈調(diào)節(jié)工作臺l、散熱支架聚焦透鏡及其安裝筒4等三個部分組成，均通過螺釘安裝固定。經(jīng)調(diào)制器發(fā)過來的光束集中在可見和近紅外光譜區(qū)，因此本系統(tǒng)選用的是石英池，為了更加符合朗伯一比爾定律，要求吸收池應(yīng)具有一對相互平行并垂直于光束的潔凈光學(xué)窗，理想的吸收池本身不吸收輻射，實際上各種材料對輻射都有不同程度的吸收，因而一般只要求它們有恒定而均勻的吸收。 現(xiàn)以反射式平面衍射光柵為例，介紹光柵的分光原理。熱探測器是利用探測元件吸收入射的紅外輻射能量而引起溫升，在此基礎(chǔ)上借助各種物理效應(yīng)把溫升轉(zhuǎn)變成電量的一種探測器。.l/f噪聲在所有的半導(dǎo)體中均存在1/f噪聲，一般認(rèn)為這種噪聲主要是器件制備過程中所造成的。這種現(xiàn)象在欽酸鋇之類的強介電質(zhì)材料上表現(xiàn)得特別顯著。顯然，采用全分離的方式已經(jīng)過時，而采用通用的運放芯片和555定時器芯片再配合外圍比較的分離元件也可以實現(xiàn)所要求的信號處理功能，但那樣至少需要兩塊芯片，上比較高，而且由于外圍電路復(fù)雜，其干擾、噪聲增加，穩(wěn)定性降低。第一級放大關(guān)鍵在于抑制噪聲。普通有源濾波器還因為穩(wěn)定性較差，較難實現(xiàn)窄帶寬的設(shè)計，不易獲得高的Q值，難滿足系統(tǒng)的要求。本系統(tǒng)采用了峰值相敏檢測技術(shù)來解決這一問題。從相敏檢波器輸出信號Uo(t)中得到了被測信號Us(t)。與MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 A/D轉(zhuǎn)換電路設(shè)計 計算機(jī)系統(tǒng)中處理器只能識別和處理數(shù)字量，因此，必須將模擬信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換器，將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能實現(xiàn)CPU與測得數(shù)據(jù)之間的信息交換。其中MDMD0為工作模式選擇位，MD1MD0=、自校準(zhǔn)、零標(biāo)度系統(tǒng)校準(zhǔn)以及滿標(biāo)度系統(tǒng)校準(zhǔn)。 AD7705與單片機(jī)的接口電路 Interface circuit between AD7705 and SCM 實時時鐘電路設(shè)計(一)DS1302功能介紹為了記錄測量的具體時間，需要實時時鐘。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進(jìn)行絹細(xì)電流充電的能力。如果編碼是10，選擇二個。(4)采用低功耗CMOS工藝，具有10uA等待電流和3mA工作電流。如果WP變?yōu)榈碗娖?，鎖存器也將被復(fù)位。當(dāng)位5位4為“11”時，禁止看門狗工作。R/W為讀寫選擇信號， R/W=1為讀選通， R/W=0為寫選通。通過與液晶菜單的配合，實現(xiàn)特定的功能。單片機(jī)的通信參數(shù)設(shè)置如下:置寄存器T2CON為34H(定時器T2工作于波特率發(fā)生器方式)。適用于手持設(shè)備，以及為運放供電。主程序是測油系統(tǒng)的重要程序，是一個順序執(zhí)行的無限循環(huán)的程序。讀取低位字節(jié)RL A R77052:NOP NOPSETB SCLK NOPSETB DATA CLR SCLKRET NOP。最后清0表示結(jié)束.寫DS1302時先使置1，然后向I/O()上送寄存器的地址，數(shù)據(jù)按從高位到低位的順序，在SCLK的上升沿被送入DS1302。將SCKL；直接將片選端接地，是片選始終有效；，當(dāng)一次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束，自動產(chǎn)生依稀中斷，在中斷中設(shè)置標(biāo)志，通知單片機(jī)取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果[12]。而輸出電容推薦使用的電容量為100ｕf～470uF。芯片可提供外部控制引腳。我們使用MAX232串行通信芯片，它是單片集成雙RS一232驅(qū)動/接收器，采用單一+5V電源供電，外接四支電容便可構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的RS一232通信接口，從而完成TTL/CMOS電平和EIA電平的相互轉(zhuǎn)換，這樣，二者之間就可以通過RS一232接口進(jìn)行數(shù)字信號傳送。(2)微型打印機(jī)TPup一16A微型打印機(jī)是一種超小型點陣針式打印機(jī)，使用EPSONM一150打印機(jī)機(jī)芯，自帶微處理器及部分字庫，可使用不同命令打印240個5*7點陣字符，并具備圖形和曲線打印功能，經(jīng)過特殊設(shè)計，可方便地作為各類智能儀器設(shè)備的微型打印記錄終端使用。同時配備了微型打印機(jī)，可將測量結(jié)果打印備份。WIP為1時表示正在進(jìn)行寫操作，此時不能向EEPROM寫數(shù)據(jù)。用戶可從三個預(yù)設(shè)置的值中選擇此周期。美國xicro公司生產(chǎn)的X25045芯片集上述功能于一身，這種組合大大簡化了硬件設(shè)計，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了對印制電路板的空間要求，降低成本和系統(tǒng)功耗。其日歷、?？梢耘cCPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳遞多個字節(jié)的時鐘信號，或RAM數(shù)據(jù)。此外CLK還與FSl和FS0共同選擇器件的輸出更新率。它包括由緩沖器和增益可編程放大器(PGA)組成的前端模擬調(diào)節(jié)電路、一△調(diào)制器及可編程數(shù)字濾波器等，能直接將來自傳感器的不同擺幅范圍內(nèi)的信號放大到接近A/D轉(zhuǎn)換器的滿標(biāo)度電壓附近再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，%非線性的16位無誤碼數(shù)據(jù)輸出，其增益和數(shù)據(jù)輸出更新速率均可編程設(shè)定，還可選擇輸入模擬緩沖器，以及自校準(zhǔn)和系統(tǒng)校準(zhǔn)方式。32個可編程I/O口線系統(tǒng)選用X25045芯片實現(xiàn)看門狗、電壓監(jiān)視、存儲電路等功能。2N2222A為晶體管電子開關(guān)。增益帶寬積為16MHz，即對于40KHz的信號可放大l~400倍。G=10時，其共模抑制比大于93dB。因此自然光的干擾是在開發(fā)此儀器時遇到的主要困難[1]。只有檢測運動的人體時才無周期遮光裝置。(一)熱釋電紅外探測的原理熱釋電紅外檢測的原理基于:任何高于絕對溫度的物體都會發(fā)出紅外線不同的物體所輻射的紅外線及能量隨波長的分布是不同的。利用光電效應(yīng)所制成的紅外探測器統(tǒng)稱光子探測器。首先考慮光線在主截面內(nèi)入射和衍射的情形。其次比色皿中四氯化碳溶液的揮發(fā)性強，必須將其密封【11】。從信號處理角度考慮，信號通道的帶寬越窄，信噪比越高，因此要求輸出為正弦波。(3)具有良好的穩(wěn)定性。也就是說，只有當(dāng)光束垂直入射時，液層厚度才與光路長度的定義相同。從鹵鎢燈發(fā)出的光調(diào)制為交變信號后，經(jīng)聚光鏡系統(tǒng)及樣品池場鏡、濾光片會聚到單/多色儀入射狹縫，經(jīng)準(zhǔn)直鏡變?yōu)槠叫泄馔渡涞焦鈻派希晒鈻派⒌墓饨?jīng)聚焦鏡、柱面鏡將2930 、2960 ，和3030的單色光分別會聚到位于焦平面處的探測器上。紅外分光光度法可以在石油烴中芳烴占有很大比例的水樣中使用。該方法不適于環(huán)境水質(zhì)和大批量樣品的測定。熒光光度法的優(yōu)點是不需要萃取劑，易于實現(xiàn)在線檢測。本課題針對我國石油的勘探和監(jiān)測監(jiān)控情況，探索出一套檢測油的可行方案和方法，利用非光度技術(shù)，開發(fā)研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的適合國情的適于野外礦物油監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。不僅適用于分子對可見光的吸收，也適用于原子吸收、紅外吸收，熒光、火焰發(fā)射光譜法中發(fā)射強度與分子原子濃度關(guān)系。窄帶紅外光經(jīng)過調(diào)制器調(diào)制后的復(fù)合脈沖光對稱的分為兩束，一束光通過吸收池，另一束光通過參比池，經(jīng)過分光系統(tǒng)單色儀進(jìn)行色散后，再經(jīng)過放大系統(tǒng)放大及信號處理、A/D轉(zhuǎn)換等最后由計算機(jī)系統(tǒng)測量得到入射光強度 和透射光強度I，再由單片機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)比爾定律通過MCS51匯編語言，運用浮點數(shù)進(jìn)行計算就可以得到油的濃度C。為了充分利用提高光源的能量，要求光源燈絲的尺寸大小、聚光系統(tǒng)透鏡的焦距、入射狹縫的尺寸應(yīng)盡量滿足成像關(guān)系，同時還應(yīng)考慮分光系統(tǒng)性能要求。四氯乙烯作為萃取劑，具有沸點高和毒性低的優(yōu)點，美國GRABNER公司生產(chǎn)的測油儀已在使用[13]。因此其入射前應(yīng)用一個準(zhǔn)直物鏡將光源的入射光變?yōu)槠叫泄?，而在其衍射后需有一成像物鏡將平行單色光聚焦在其像面上，從而獲得按波長順序排列的譜線。因此，選擇合適的、性能良好的傳感器對系統(tǒng)是十分重要的。以下以電壓信號為例對探測器的性能參數(shù)進(jìn)行說明。(二)熱釋電效應(yīng)的定性分析熱釋電紅外探測器最重要的部件是熱釋電紅外傳感器。配套熱釋外傳感器的信號處理電路有三種實現(xiàn)方式，一種是用分離元件來實現(xiàn)。高放大倍數(shù)、而且增益自動可調(diào)。Q值是帶通濾波器好壞的一個重要指標(biāo)，一般Q值越高，帶寬越窄，陡度系數(shù)越高，濾波性能越好。則考慮對帶通信號進(jìn)行了適當(dāng)?shù)姆糯螅?dB。這在低電源供電的電路中尤其具有實際意義。本系統(tǒng)中信號的采樣、數(shù)據(jù)處理、濃度的計算、與PC機(jī)串行通信、為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器提供步進(jìn)脈沖等任務(wù)由單片機(jī)完成，在此選用ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)。同時，AT89C52可降至0HZ的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。STBY為高電平則處于等待或掉電模式。(三)AD77OS與單片機(jī)的接口電路[5]，AD7705對前級信號調(diào)理電路輸出的兩路直流電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，為了能用軟件有效地控制AD77O5的復(fù)位，這樣可以保證AD7705能可靠的復(fù)位。與時鐘/RAM通信僅需3根線:RST(復(fù)位)、I/O(數(shù)