【正文】 他嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，廣博的學(xué)識和謙遜的為人，一直潛移默化的影響和教育著我。 測試時的環(huán)境溫度：＋ 30 ℃ 測試時的環(huán)境濕度： 85% RH 測試對象：豬、牛、羊鮮肉 部分測試數(shù)據(jù)舉例 如表 3 所示。當(dāng)用戶進入 MPLABICD 開發(fā)模式時 ,一個較小的會話窗口就會打開。 （ 4）指令冗余 CPU 受干擾后，往往會把操作數(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)動與顯示為一體。如本系統(tǒng)選用的低功耗集成運放 TL064 ，其單電源電壓工作范圍為 5~30V，當(dāng)電源電壓為 15V 時，功耗約為 220mW，當(dāng)電源電壓為 10V 時，功耗約為 90mW，當(dāng)電源電壓為 5V時，功耗約為15mW。 基準設(shè)定子程序流程如圖 43 所示。在肉類水分檢測過程中隨時讀取操作命令，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，此時振蕩頻率 ?=。 （ 6） 1SHOT 溫度測量方式標(biāo)志位。 DS1620 芯片為 8 管腳雙列直插式結(jié)構(gòu)，供電電壓~，測溫范圍為 55 ℃ ～ +125 ℃，分辨率 ℃，能夠在 1s 內(nèi)完成被測溫度數(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)被測物水分含量變化時，其直流電阻隨之呈線性變化的原理來測量物質(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)，但又與測量波長非常接近，因此，誤差因素對測量的影響可以通過比較波長的通道測得，由后續(xù)數(shù)據(jù)處理單元將比較通道與測量通道的信號對照后，抵消誤差影響，保證測量準確性。要排除這種水 ,需要消耗較多的能量。對于不法商販，出售注水肉可以給他們帶來巨大的利潤。儀器以單片機 PIC16C71為信息處理核心，以 10 次隨機采樣的算術(shù)平均值為測量結(jié)果示值；通過設(shè)置不同的基準值，可以快速測定各種肉類的水分含量，且不損壞被測樣品。然而，由于缺乏合格的檢測儀器，長期以來，工商執(zhí)法人員在市場上檢測肉類水分含量時大多采用土辦法，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)驗判斷方法無法實現(xiàn)定量檢測，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 為相對水分含量， ?? 為密度因素， k 為材質(zhì)因素， ? 為空氣 — 被測物之間反射系數(shù)的模， s? 為水的衰減系數(shù)， t 為被測物厚度， B 為含水物質(zhì)的相數(shù)。因此便攜式水分快速測定儀主要采用電容法和電阻法。放大后，此信號仍是一交流信號，而作為信息處理核心的單片機只能測量直流信號，因此，在進入單片機之前，被測信號需經(jīng)過整流濾波，考慮到環(huán)境溫度對測量結(jié)果的影響，采用補償電路對環(huán)境 溫度進行了補償。信號發(fā)生器發(fā)出的信號為交流信號，需經(jīng)過整流濾波，將其轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C能夠處理的直流信號。 DS1620 的測溫原理是通過高溫系數(shù)振蕩器控制低溫系數(shù)振蕩器脈沖個數(shù)，實現(xiàn)被測溫度的數(shù)字量輸出。具有執(zhí)行速度高、功耗低、體積小、價位低、多系列多型號等優(yōu)越性能。 17 腳也是一路 A/D 轉(zhuǎn)換器的輸入引腳，用于檢測系統(tǒng)是否欠電，電池電壓經(jīng) R6,R7 分壓后從 17 腳進入單片機，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，單片機將發(fā)出報警信號送 LCD 顯示器，提醒操作者更換電池。單片機通過讀取鍵盤，執(zhí)行相應(yīng)的程序。在連續(xù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，單片機向DS1620 發(fā)送“開始轉(zhuǎn)換”指令 EEH 后， DS1620會在輸出一次溫度測量的數(shù)字化轉(zhuǎn)換后，繼續(xù)進行下一次的溫度測量和數(shù)字化轉(zhuǎn)換，直到接 圖 42 欠電檢測子程序流程圖 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A / D 轉(zhuǎn)換延時取A / D 轉(zhuǎn)換結(jié)果結(jié)果大于D 3 H ?進入測量狀態(tài)顯示報警信號延時NOYES 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 肉類水分快速測定儀設(shè)計 20 受到單片機的“停止轉(zhuǎn)換”命令 22H，此時，系統(tǒng)測量的溫度將是環(huán)境的實時溫度。單片機的功耗與振蕩頻率有關(guān)。 儀器的抗干擾設(shè)計 肉類水分快速測定儀采用電池供電，不存在電源電網(wǎng)干擾，但由于儀器用于現(xiàn)場檢測，湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 肉類水分快速測定儀設(shè)計 24 在使用現(xiàn)場可能會受到一些電氣設(shè)備的放電干擾，而且，便攜式儀器無法接地，電場屏蔽困難，另一方面，受到現(xiàn)場使用性的制約，儀器不能增加過多的電磁屏蔽硬件，因此，本系統(tǒng)主要采用軟件實現(xiàn)抗干擾設(shè)計，設(shè)計實踐證明，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)試模式之間進行轉(zhuǎn)換。點擊圖中相應(yīng)的箭頭圖標(biāo)，就會彈出一個列表，從該列表中選中相應(yīng)的選擇項。 （ 2）測量品種多 對應(yīng)不同的測量品種，儀器可以設(shè)置不同的 基準值，實現(xiàn)各種被測樣品的水分快速、準確測定，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，不僅易插入被測樣品，而且不會對被測樣品的組織結(jié)構(gòu)、外觀、生物性能產(chǎn)生影響，測量過程中不損耗樣品。即可對軟硬件進行聯(lián)合仿真調(diào)試。 和 Windows 2021 174。因為，當(dāng) CPU 對測量信號進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 PIC16C71 設(shè)有低功耗模式，即睡眠模式。 儀器的低功耗設(shè)計 功耗是智能儀器的重要技術(shù)指標(biāo)之一，肉類水分快速測定儀作為便攜式儀器，多用于現(xiàn)場檢測，必須由電池供電。欠電檢測子程序流程如圖 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 分別為三個數(shù)字的緩沖器地址， D7~D1 對應(yīng)各位數(shù)字的七段碼。與其它 8 位單片機相比， 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。 （ 2） HF 高溫標(biāo)志位 ,當(dāng)被測溫度 T TH 時 ,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)計論文 肉類水分快速測定儀設(shè)計 12 圈電位器，可以對放大倍數(shù)進行調(diào)節(jié)，電路圖如圖 37 所示。 信號發(fā)生器 系統(tǒng)采用文氏電橋正弦波振蕩器作為信號發(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，這樣就要求被測物為顆粒狀或粉末狀，不宜測量肉類等固體物質(zhì)。 紅外吸收法 這是一種光學(xué)式的測定方法。 肉類中的水分 要對肉類中的水分含量進行準確的測量，首先應(yīng)對肉類中的水分構(gòu)成進行詳細研究。而脫水干縮不僅使肉品失重，造成直接經(jīng)濟損失，而且破壞有機質(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 含量存在對數(shù)關(guān)系，并以此作為儀器的測量原理進行設(shè)計。 電測法可分為紅外法、微波法、直流電阻法及交流電容法。 以電容法測量水分含量的儀器通常稱為電容式水分儀。 通過對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)，取值與被測肉類的品種有關(guān)，且 0 b 1。 整個儀器的設(shè)計過程中，在滿足準確性和可靠 性的基礎(chǔ)上，堅持低成本、低功耗、易操作的設(shè)計原則，盡量簡化硬件電路，降低儀器功耗，因此，在設(shè)計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)換正在進行。而且具有低功耗睡眠（ SLEEP）模式和片內(nèi)看門狗定時器，提高了操作的可靠性，易于實現(xiàn)抗干擾設(shè)計。 湖南大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 肉類水分快速測定儀設(shè)計 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 時為警戒位，那么檢測 17 腳的電壓值是否小于 即可判斷系統(tǒng)是否欠電，若是，則顯示報警信號，否則進入基準設(shè)定模塊。因 此，儀器的工程設(shè)計極其重要。 軟件低功耗設(shè)計方法 軟件設(shè)計也直接影響著儀器的功耗， 本系統(tǒng)從以下幾個方面進行軟件設(shè)計，以降低系統(tǒng)的功耗。 （ 2）睡眠模式（ SLEEP） 單片機用于低功耗設(shè)計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）里將會顯示信息“ Waiting for user mand”（等待用戶命令）。 （ 6）不損耗被測樣品 烘干失重法需要碎化被測樣品，再將被測樣品烘干，烘干后的樣品完全失水，不再具有食用價值。今后，我將倍加努力，以優(yōu)異的成績回報母校。 （ 3）測量速度快 以往的烘干失重法僅干燥時間至少需要 30min，如果加上現(xiàn)場采樣時間、樣品制備時間和其他操作時間，獲得一個樣品定量檢測結(jié)果至少需要 1h。對芯片類型、振蕩器類型、看門狗定時器、上電延時定時器、電源掉電監(jiān)測、低電壓編程、數(shù)據(jù)保護、閃速存儲器寫及代碼保護進行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。 硬件實時在線仿真器 MPLABICD 是針對 Microchip 公司的 PIC 系列微控制芯片PIC16F87X 的廉價開發(fā)工具。 （ 1）數(shù)字濾波 由于外界對于儀器的干擾有 時是隨機的，其特性往往只能從統(tǒng)計的意義上來描述。在權(quán)衡單片機的運算速度之后，選用了較低的時鐘頻率，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A / D 轉(zhuǎn)換延時取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1 0 次？進入數(shù)據(jù)處理模塊進入測量狀態(tài)按鍵時間 1 s ？返回基準調(diào)節(jié)態(tài)NO