【正文】 原理可編程光/ 頻轉(zhuǎn)換器 TSL230原理功能框圖如圖所示, 主要由多晶硅光電二極管和單片CMOS電流/頻率集成轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。如EA端為高電平（接VCC端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)出現(xiàn)。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效。如有必要可通過對(duì)特殊功能寄存器區(qū)中的8EH單元的DO 位置位，可禁止ALE 操作。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。ALE／PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。RST：復(fù)位輸入。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3 口將用上拉電阻輸出電流。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTL邏輯門電路。4 芯片及元器件選擇4．1 元器件的選型根據(jù)系統(tǒng)的需要意見結(jié)合實(shí)際本人選擇AT89C55單片機(jī)作為核心的控制芯片，用，MAX232作為串行通信接口芯片，EDM128128作為液晶顯示器，TSL230做為光頻轉(zhuǎn)換芯片對(duì)光信號(hào)進(jìn)行采集，WHA7型微型打印機(jī)對(duì)實(shí)時(shí)結(jié)果進(jìn)行打印。 課題研究重點(diǎn)本課題要運(yùn)用AT89C55為核心芯片，同時(shí)運(yùn)用，TSL230，MAX232，EDM128128液晶顯示器，微型打印機(jī)等構(gòu)成外圍電路來完成農(nóng)藥殘留毒性檢測(cè)儀控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，并協(xié)作軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)課題所要求的功能。這類儀表的設(shè)計(jì)重點(diǎn)已經(jīng)從模擬和邏輯電路的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ玫膯纹瑱C(jī)模板或功能部件、接口電路及輸入輸出通道的設(shè)計(jì)，以及高性能集成電路的組合和通用或?qū)Ｓ密浖绦虻拈_發(fā)[13]。在測(cè)量控制儀表及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中采用單片機(jī)技術(shù)，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與測(cè)量控制技術(shù)結(jié)合在一起，使之成為智能儀表后能夠解決許多傳統(tǒng)儀表不能或不易解決的難題。在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，與單片機(jī)相關(guān)的技術(shù)不斷更新，未來應(yīng)用會(huì)更加廣。3 總體設(shè)計(jì)方案介紹 課題介紹本課題的便攜式農(nóng)藥殘留快速檢測(cè)儀的開發(fā)借助于微電子技術(shù)的高速發(fā)展。本課題擬在研究構(gòu)建微型化、檢測(cè)速度快、可靠、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)原理不同于上述的新一代能滿足食品生產(chǎn)安全過程中農(nóng)藥殘毒智能式快速檢測(cè)儀。如我國(guó)普遍采用酶促反應(yīng)或免疫化學(xué)方法，因反應(yīng)體系復(fù)雜，易受環(huán)境溫度、酶的活性、介質(zhì)和共存組分的影響，導(dǎo)致分析信號(hào)本身的可靠性和重現(xiàn)性存在較嚴(yán)重不足；分析物的檢測(cè)往往采用色譜和質(zhì)譜檢測(cè)器等，這給儀器的微型化帶來極大的困難。如農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)儀（吉林出入境檢驗(yàn)檢疫局）、食品安全檢測(cè)車（國(guó)家質(zhì)檢研究院和吉林大學(xué)）和先進(jìn)農(nóng)殘測(cè)定MRSM技術(shù)（從美國(guó)引進(jìn)、消化），這些產(chǎn)品對(duì)農(nóng)殘快速檢測(cè)起到了一定的作用。該類方法的缺點(diǎn)是前處理、設(shè)備和工藝復(fù)雜，價(jià)格昂貴，不適用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。農(nóng)藥殘留的檢測(cè)方法分為大型儀器檢測(cè)和快速檢測(cè)，大型儀器檢測(cè)主要采取氣質(zhì)聯(lián)用儀、液相色譜等方法，美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總署（EPA）和California州州政府實(shí)驗(yàn)室采用快速全掃描技術(shù)對(duì)蔬菜水果中農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。只有開發(fā)出廉價(jià)方便的農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)微型智能分析儀，才是解決我國(guó)食品安全從源頭控制的必由之路[11]。因此開發(fā)殘留農(nóng)藥分析儀器成為了擺在人們面前的一個(gè)課題，開發(fā)農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)分析儀器必須充分考慮到我國(guó)的基本國(guó)情。鑒于我國(guó)農(nóng)藥的生產(chǎn)和使用上存在一些問題，在注重食品安全的今天，加強(qiáng)對(duì)食品中農(nóng)殘的檢測(cè)，非常必要和及時(shí)。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)越來越依賴于農(nóng)藥、抗生素和激素等外源物質(zhì)。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)越來越依賴于農(nóng)藥、抗生素和激素等外源物質(zhì)?；搓幑W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）第 30 頁 共 30 頁1 引言中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)穩(wěn)定的全局。農(nóng)作物病、蟲、草害等是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要生物災(zāi)害，在生物災(zāi)害的綜合治理中，根據(jù)目前植物保護(hù)學(xué)科發(fā)展的水平，化學(xué)防治仍然是最方便、最穩(wěn)定、最有效、最可靠、最廉價(jià)的防治手段。我國(guó)農(nóng)藥在糧食、蔬菜、水果、茶葉上的用量居高不下，而這些物質(zhì)的不合理使用必將導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，影響消費(fèi)者食用安全，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成消費(fèi)者致病、發(fā)育不正常，甚至直接導(dǎo)致中毒死亡。我國(guó)農(nóng)藥在糧食、蔬菜、水果、茶葉上的用量居高不下，而這些物質(zhì)的不合理使用必將導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品中的農(nóng)藥殘留超標(biāo)，影響消費(fèi)者食用安全，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成消費(fèi)者致病、發(fā)育不正常，甚至直接導(dǎo)致中毒死亡[10]。一是農(nóng)民不按規(guī)定的用藥量、次數(shù)、方法或安全間隔期施藥，或施用不允許在蔬菜上使用的劇毒、高毒農(nóng)藥；二是現(xiàn)在施行的農(nóng)藥殘留測(cè)定需要通過有機(jī)熔劑提取、凈化和使用大型分析儀器進(jìn)行，無法對(duì)廉價(jià)的蔬菜進(jìn)行隨時(shí)隨地或快速的檢測(cè)，因而形成的監(jiān)管不到位；最關(guān)鍵的問題是在農(nóng)副產(chǎn)品生產(chǎn)加工過程和市場(chǎng)檢測(cè)監(jiān)督方面，缺乏多殘留有害物質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)單有效的快速檢測(cè)手段。如果在我國(guó)也采用發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)行的大型儀器檢測(cè)，不僅會(huì)因儀器昂貴不能普及，而且極高的分析成本也將使農(nóng)產(chǎn)品無利可圖。2 課題研究背景本課題為淮陰工學(xué)院承擔(dān)的淮安市科技計(jì)劃項(xiàng)目，農(nóng)藥殘留物檢測(cè)是當(dāng)前國(guó)際前沿領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，目前國(guó)際上尚無有效的農(nóng)藥殘留物快速檢測(cè)手段。檢測(cè)極限可以達(dá)到109，代表了國(guó)際先進(jìn)水平。目前，我國(guó)在農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)分析儀器小型化方面做了大量的工作，相繼開發(fā)出多種產(chǎn)品實(shí)用于農(nóng)藥殘毒的快速檢測(cè)。但縱觀現(xiàn)有的農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)方法，我們發(fā)現(xiàn)并未從根本上解決影響儀器可靠性、分析速度和小型化的主要技術(shù)障礙，體積還較龐大，攜帶不方便，檢測(cè)速度較慢，每測(cè)一次需要幾十分鐘，所以它們?nèi)圆荒軡M足我國(guó)農(nóng)藥殘毒快速的檢測(cè)的實(shí)際需要。因此，現(xiàn)有的農(nóng)藥殘毒快速檢測(cè)的方法僅限于條件較好的科研機(jī)構(gòu)、政府主管部門使用。同時(shí)設(shè)計(jì)出農(nóng)藥殘留讀性分析儀的控制系統(tǒng)。目前，在研制高精度、高性能、多功能的測(cè)量控制儀表時(shí)，幾乎沒有不考慮采用微處理器使之成為智能儀表的，而在儀器儀表中使用最多的微處理器就是單片機(jī)單片機(jī)技術(shù)發(fā)展很快，以它為核心的產(chǎn)品層出不窮，并且在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。在控制系統(tǒng)中，單片機(jī)為核心器件，輔助以其他的外圍設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的控制，因此，單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)成為了廣大愛好者的首選。同時(shí)還能簡(jiǎn)化儀表電路，提高儀表的可靠性，降低儀表的成本以及加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度。本課題選擇以單片機(jī)為控制核心組成的控制系統(tǒng)。AT89C55做為atmel系列的單片機(jī)，早就被廣大愛好者所熟悉，它和8051的指令是兼容的，具有8051的全部功能，同時(shí)還對(duì)8051的功能進(jìn)行了改進(jìn)，它具有Flash存儲(chǔ)技術(shù)，使其單片機(jī)的結(jié)構(gòu)和性能有了大的改進(jìn)，使其功耗更低，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改變或用編程器編程 AT89C55單片機(jī) 復(fù)位電路鍵盤電路4*4液晶顯示模塊mokuai 光強(qiáng)檢測(cè)電路MAX232打印機(jī)。4．2 AT89C55重要引腳功能說明[14]P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I／O 口。對(duì)P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。P3口除了作為一般的I／O口線外，更重要的用途是它的第二功能，：P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的l／6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。 P3口第二功能端口引腳第二功能RXD(串行輸入口)TXD(串行輸出口)(外部中斷0)(外部中斷1)T0(定時(shí)計(jì)數(shù)0外部輸入)T1(定時(shí)計(jì)數(shù)1外部輸入)(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通)(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。EA/VPP：外