【正文】 他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，廣博的學(xué)識(shí)和謙遜的為人，一直潛移默化的影響和教育著我。 測(cè)試時(shí)的環(huán)境溫度：＋ 30 ℃ 測(cè)試時(shí)的環(huán)境濕度： 85% RH 測(cè)試對(duì)象：豬、牛、羊鮮肉 部分測(cè)試數(shù)據(jù)舉例 如表 3 所示。當(dāng)用戶進(jìn)入 MPLABICD 開發(fā)模式時(shí) ,一個(gè)較小的會(huì)話窗口就會(huì)打開。 （ 4）指令冗余 CPU 受干擾后，往往會(huì)把操作數(shù)當(dāng)作指令碼 來執(zhí)行，程序出現(xiàn)彈飛，因此，軟件設(shè)計(jì)中，在程序中加入了不可能把操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行的空操作指令（ NOP），實(shí)現(xiàn)指令冗余，避免程序跑飛。本系統(tǒng)選用的長沙太陽人電子有限公司生產(chǎn)的 SMS3502E LCM 顯示器，采用靜態(tài)顯示方式，集鎖存、譯碼、驅(qū)動(dòng)與顯示為一體。如本系統(tǒng)選用的低功耗集成運(yùn)放 TL064 ，其單電源電壓工作范圍為 5~30V，當(dāng)電源電壓為 15V 時(shí)，功耗約為 220mW，當(dāng)電源電壓為 10V 時(shí)，功耗約為 90mW，當(dāng)電源電壓為 5V時(shí)，功耗約為15mW。 基準(zhǔn)設(shè)定子程序流程如圖 43 所示。在肉類水分檢測(cè)過程中隨時(shí)讀取操作命令，改變數(shù)字值或 CPU 的控制與處理方式。這種振蕩器成本最低，但頻率的穩(wěn)定性稍差些，如圖，選擇 R5=100kΩ，C2=300pF，此時(shí)振蕩頻率 ?=。 （ 6） 1SHOT 溫度測(cè)量方式標(biāo)志位。 DS1620 芯片為 8 管腳雙列直插式結(jié)構(gòu)，供電電壓~，測(cè)溫范圍為 55 ℃ ～ +125 ℃，分辨率 ℃，能夠在 1s 內(nèi)完成被測(cè)溫度數(shù)字值的轉(zhuǎn)換。 圖 33 為傳感器電極示意圖。從圖 21 中可以看出，對(duì)于同一試樣，溫度越高，阻抗越小。 直流電阻法也稱電導(dǎo)法，根據(jù)被測(cè)物水分含量變化時(shí)，其直流電阻隨之呈線性變化的原理來測(cè)量物質(zhì)的含水量。為減少誤差影響因素，通常采用參比技術(shù)，即雙波長法，其中，比較波長不是在水分吸收峰內(nèi)，但又與測(cè)量波長非常接近，因此，誤差因素對(duì)測(cè)量的影響可以通過比較波長的通道測(cè)得，由后續(xù)數(shù)據(jù)處理單元將比較通道與測(cè)量通道的信號(hào)對(duì)照后，抵消誤差影響，保證測(cè)量準(zhǔn)確性。要排除這種水 ,需要消耗較多的能量。對(duì)于不法商販，出售注水肉可以給他們帶來巨大的利潤。儀器以單片機(jī) PIC16C71為信息處理核心，以 10 次隨機(jī)采樣的算術(shù)平均值為測(cè)量結(jié)果示值；通過設(shè)置不同的基準(zhǔn)值，可以快速測(cè)定各種肉類的水分含量，且不損壞被測(cè)樣品。然而，由于缺乏合格的檢測(cè)儀器，長期以來，工商執(zhí)法人員在市場(chǎng)上檢測(cè)肉類水分含量時(shí)大多采用土辦法，即用衛(wèi)生紙擠壓肉根據(jù)紙的濕度判斷水分含量，或僅從肉的色澤，粘度、氣味、彈性度等方面憑感官判斷，這種經(jīng)驗(yàn)判斷方法無法實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)，容易引起矛盾糾紛，無法從根本上解決注水肉泛濫的問題。烘干失重法又稱經(jīng)典方法，即 105℃恒重法和定溫定時(shí)烘干法。 根據(jù)電磁能量關(guān)系，超高頻能量在含水物質(zhì)中的衰減量 W（ dB）為 W＝ BtektM sas 2c os2???? ???? （ 24） 式（ 24）中， M 為相對(duì)水分含量， ?? 為密度因素， k 為材質(zhì)因素， ? 為空氣 — 被測(cè)物之間反射系數(shù)的模， s? 為水的衰減系數(shù)， t 為被測(cè)物厚度， B 為含水物質(zhì)的相數(shù)。因此便攜式水分快速測(cè)定儀主要采用電容法和電阻法。放大后，此信號(hào)仍是一交流信號(hào)，而作為信息處理核心的單片機(jī)只能測(cè)量直流信號(hào)，因此，在進(jìn)入單片機(jī)之前，被測(cè)信號(hào)需經(jīng)過整流濾波，考慮到環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，采用補(bǔ)償電路對(duì)環(huán)境 溫度進(jìn)行了補(bǔ)償。信號(hào)發(fā)生器發(fā)出的信號(hào)為交流信號(hào)，需經(jīng)過整流濾波，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)能夠處理的直流信號(hào)。 DS1620 的測(cè)溫原理是通過高溫系數(shù)振蕩器控制低溫系數(shù)振蕩器脈沖個(gè)數(shù)，實(shí)現(xiàn)被測(cè)溫度的數(shù)字量輸出。具有執(zhí)行速度高、功耗低、體積小、價(jià)位低、多系列多型號(hào)等優(yōu)越性能。 17 腳也是一路 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入引腳，用于檢測(cè)系統(tǒng)是否欠電，電池電壓經(jīng) R6,R7 分壓后從 17 腳進(jìn)入單片機(jī)，當(dāng)供電電池電壓降低至警戒值，將導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作時(shí)，單片機(jī)將發(fā)出報(bào)警信號(hào)送 LCD 顯示器，提醒操作者更換電池。單片機(jī)通過讀取鍵盤，執(zhí)行相應(yīng)的程序。在連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，單片機(jī)向DS1620 發(fā)送“開始轉(zhuǎn)換”指令 EEH 后， DS1620會(huì)在輸出一次溫度測(cè)量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換后，繼續(xù)進(jìn)行下一次的溫度測(cè)量和數(shù)字化轉(zhuǎn)換，直到接 圖 42 欠電檢測(cè)子程序流程圖 選內(nèi)部R C 振蕩，R A 0 通道A / D 使能清結(jié)果寄存器A D R E S清中斷標(biāo)志啟動(dòng)A / D 轉(zhuǎn)換延時(shí)取A / D 轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)果大于D 3 H ?進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)顯示報(bào)警信號(hào)延時(shí)NOYES 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 肉類水分快速測(cè)定儀設(shè)計(jì) 20 受到單片機(jī)的“停止轉(zhuǎn)換”命令 22H，此時(shí)，系統(tǒng)測(cè)量的溫度將是環(huán)境的實(shí)時(shí)溫度。單片機(jī)的功耗與振蕩頻率有關(guān)。 儀器的抗干擾設(shè)計(jì) 肉類水分快速測(cè)定儀采用電池供電，不存在電源電網(wǎng)干擾，但由于儀器用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 肉類水分快速測(cè)定儀設(shè)計(jì) 24 在使用現(xiàn)場(chǎng)可能會(huì)受到一些電氣設(shè)備的放電干擾，而且，便攜式儀器無法接地，電場(chǎng)屏蔽困難，另一方面，受到現(xiàn)場(chǎng)使用性的制約，儀器不能增加過多的電磁屏蔽硬件，因此，本系統(tǒng)主要采用軟件實(shí)現(xiàn)抗干擾設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)實(shí)踐證明，軟件抗干擾簡化了硬件，降低了成本，而且效果令人滿意。它可以在MPLAB 集成環(huán)境下編寫、匯編、調(diào)試以及優(yōu)化 PIC16/17 系列單片機(jī)的應(yīng)用程序，并能快速地在不同的開發(fā) /調(diào)試模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。點(diǎn)擊圖中相應(yīng)的箭頭圖標(biāo)，就會(huì)彈出一個(gè)列表，從該列表中選中相應(yīng)的選擇項(xiàng)。 （ 2）測(cè)量品種多 對(duì)應(yīng)不同的測(cè)量品種，儀器可以設(shè)置不同的 基準(zhǔn)值，實(shí)現(xiàn)各種被測(cè)樣品的水分快速、準(zhǔn)確測(cè)定，避免了品種因素、品質(zhì)因素、氣象與地域原因等可能引起的測(cè)量誤差。 最后，感謝四年來一直關(guān)心，支持我的同學(xué)和老師們，也感謝母校給予了我良好的成材環(huán)境和四年充實(shí)而快樂的大學(xué)生活。而本儀器采樣傳感器采用針狀電極，不僅易插入被測(cè)樣品，而且不會(huì)對(duì)被測(cè)樣品的組織結(jié)構(gòu)、外觀、生物性能產(chǎn)生影響，測(cè)量過程中不損耗樣品。即可對(duì)軟硬件進(jìn)行聯(lián)合仿真調(diào)試。 和 Windows 2021 174。因?yàn)?，?dāng) CPU 對(duì)測(cè)量信號(hào)進(jìn)行采樣并處理完畢后，若 一直處于等待狀態(tài)，則很容易受到外界干擾，造成程序跑飛。 （ 1）睡眠方式（ SLEEP） 單片機(jī) PIC16C71 設(shè)有低功耗模式，即睡眠模式。 儀器的低功耗設(shè)計(jì) 功耗是智能儀器的重要技術(shù)指標(biāo)之一，肉類水分快速測(cè)定儀作為便攜式儀器，多用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，必須由電池供電。欠電檢測(cè)子程序流程如圖 42 所示。 LCDBUF D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 A1 B1 C1 D1 E1 F1 G1 X 1 A2 B2 C2 D2 E2 F2 G2 X 2 A3 B3 C3 D3 E3 F3 G3 X 3 X X X C S B X PT1 4 X X X X X X X X 表 2 中， 0、 2 分別為三個(gè)數(shù)字的緩沖器地址， D7~D1 對(duì)應(yīng)各位數(shù)字的七段碼。與其它 8 位單片機(jī)相比， PIC16C71 的代碼壓縮了二分之一，速度提高了四倍，器件性能大大提高，是低功耗低成本便攜 式智能儀器較為適宜的單片機(jī)。 （ 2） HF 高溫標(biāo)志位 ,當(dāng)被測(cè)溫度 T TH 時(shí) ,THF 置 1 直至寄存器置 0 復(fù)位或期間 斷電。 放大電路采用了兩極直流反向放大，其中第二級(jí)放大器中的反饋電阻選用 200k 的多2341112AT L 06 4V C C R 210k R 3 10kV C C / 22341112AT L 0 6 4V C C R 210kV C C / 22341111AT L 0642341112AT L 064 R 2 10k R 310kD2D I O D ED1D I O D EV C C / 2 R 1 20k R 410k R 520k 10uFV C CV C CV C C / 2圖 34 調(diào)理電路原理圖 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 肉類水分快速測(cè)定儀設(shè)計(jì) 12 圈電位器，可以對(duì)放大倍數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，電路圖如圖 37 所示。 信號(hào)發(fā)生器 系統(tǒng)采用文氏電橋正弦波振蕩器作為信號(hào)發(fā)生器。阻抗 水分含量關(guān)系曲線如圖 21 所示。電容式水分儀一般將取樣傳感器做成量筒或量杯式，這樣就要求被測(cè)物為顆粒狀或粉末狀，不宜測(cè)量肉類等固體物質(zhì)。 紅外吸收法 這是一種光學(xué)式的測(cè)定方法。 肉類中的水分 要對(duì)肉類中的水分含量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，首先應(yīng)對(duì)肉類中的水分構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)研究。而脫水干縮不僅使肉品失重，造成直接經(jīng)濟(jì)損失，而且破壞有機(jī)質(zhì)，影響肉的顏色、風(fēng)味和組織狀態(tài)，并引起脂肪氧化。肉類中的水分含量過高，細(xì)菌、霉菌的繁殖加劇，容易引起肉的腐敗變質(zhì)。最后，文章研究了肉制品的交流導(dǎo)電特性，發(fā)現(xiàn)肉制品的阻抗與水分 含量存在對(duì)數(shù)關(guān)系，并以此作為儀器的測(cè)量原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。 電測(cè)法可分為紅外法、微波法、直流電阻法及交流電容法。 以電容法測(cè)量水分含量的儀器通常稱為電容式水分儀。 通過對(duì)肉制品在無線電頻率范圍內(nèi)導(dǎo)電特性的研究發(fā)現(xiàn)，肉制品的水分阻抗特性基本成對(duì)數(shù)關(guān)系： MbX aZ log?? （ 26） 式（ 26）中， ZX 為肉制品的阻抗， M 為肉制品水分含量， a、 b 均為常數(shù)，取值與被測(cè)肉類的品種有關(guān)，且 0 b 1。 整個(gè)儀器的設(shè)計(jì)過程中，在滿足準(zhǔn)確性和可靠 性的基礎(chǔ)上，堅(jiān)持低成本、低功耗、易操作的設(shè)計(jì)原則，盡量簡化硬件電路，降低儀器功耗，因此，在設(shè)計(jì)中盡量選用微功耗器件和低功耗電路。 圖 35 正半周等效電路圖 圖 36 負(fù)半周等效電路圖 放大器 A2 的作用是，將全波整流后的電流反向，并實(shí)現(xiàn)有源濾波，在輸出端得到一正相直流電壓。DONE=0,表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行。而且具有低功耗睡眠（ SLEEP）模式和片內(nèi)看門狗定時(shí)器，提高了操作的可靠性，易于實(shí)現(xiàn)抗干擾設(shè)計(jì)。 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 肉類水分快速測(cè)定儀設(shè)計(jì) 16 表 2 為芯片的地址映 射表。系統(tǒng)中設(shè)電池電壓下降到 7V 時(shí)為警戒位，那么檢測(cè) 17 腳的電壓值是否小于 即可判斷系統(tǒng)是否欠電，若是，則顯示報(bào)警信號(hào)，否則進(jìn)入基準(zhǔn)設(shè)定模塊。因 此，儀器的工程設(shè)計(jì)極其重要。 軟件低功耗設(shè)計(jì)方法 軟件設(shè)計(jì)也直接影響著儀器的功耗， 本系統(tǒng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)，以降低系統(tǒng)的功耗。 （ 2）睡眠模式（ SLEEP） 單片機(jī)用于低功耗設(shè)計(jì)的睡眠方式同樣可以提高系統(tǒng)抗干擾能力。 、 Windows 95/9 Windows NT 174。當(dāng)編程過程結(jié)束后狀態(tài)欄（ Status box）里將會(huì)顯示信息“ Waiting for user mand”（等待用戶命令）。 （ 6）不損耗被測(cè)樣品 烘干失重法需要碎化被測(cè)樣品，再將被測(cè)樣品烘干，烘干后的樣品完全失水，不再具有食用價(jià)值。今后，我將倍加努力，以優(yōu)異的成績回報(bào)母校。 （ 3）測(cè)量速度快 以往的烘干失重法僅干燥時(shí)間至少需要 30min，如果加上現(xiàn)場(chǎng)采樣時(shí)間、樣品制備時(shí)間和其他操作時(shí)間，獲得一個(gè)樣品定量檢測(cè)結(jié)果至少需要 1h。對(duì)芯片類型、振蕩器類型、看門狗定時(shí)器、上電延時(shí)定時(shí)器、電源掉電監(jiān)測(cè)、低電壓編程、數(shù)據(jù)保護(hù)、閃速存儲(chǔ)器寫及代碼保護(hù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。 硬件實(shí)時(shí)在線仿真器 MPLABICD 是針對(duì) Microchip 公司的 PIC 系列微控制芯片PIC16F87X 的廉價(jià)開發(fā)工具。 （ 1）數(shù)字濾波 由于外界對(duì)于儀器的干擾有 時(shí)是隨機(jī)的，其特性往往只能從統(tǒng)計(jì)的意義上來描述。在權(quán)衡單片機(jī)的運(yùn)算速度之后，選用了較低的時(shí)鐘頻率，這樣可以明顯地降低電流消耗。 選內(nèi)部R C 振蕩，R A 1 通道A / D 使能清結(jié)果寄存器A D R E S清中斷標(biāo)志啟動(dòng)A / D 轉(zhuǎn)換延時(shí)取A / D 轉(zhuǎn)換結(jié)果是粗大值嗎？采樣次數(shù)加1采樣次數(shù)達(dá)1 0 次？進(jìn)入數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)按鍵時(shí)間 1 s ？返回基準(zhǔn)調(diào)節(jié)態(tài)NO