摘要
随着海洋的加剧开发,海洋污染越来越严重,有机物是其重要污染源。海洋有机污染物监测是海洋环境监测的重要部分之一,我们开发的海洋多种有机污染物现场光学分析仪实能同时测量多种有机污染物(叶绿素-a、酚、黄色物质、石油),真正实现了现场、实时、连续测量,测量达到了国际水平。
在原理样机的基础上,我们采用国内比较先进的微电子技术,采用了成熟的屏蔽技术,选用可靠性更高的电子元器件设计和改进了仪器的主控电路板。本文将致力于研究以W78E516BP为中心的主控电路板的设计和研究,主要包括:电源电路设计,时钟电路设计,光栅步进电机驱动电路设计,荧光步进电机驱动电路设计,光源电源电路设计,打印机电路设计,液晶显示电路设计,数据存储电路设计,键盘电路设计,串口电路设计等;系统驱动软件设计和上位机人机界面设计。设计出的仪器拥有良好的人机界面,通过控制面板的键盘,可以方便的控制仪器和调整各项仪器参数,测试结果通过LCD显示,可以脱离电脑独立工作,也可以通过串口和计算机相连,测试数据通过电脑显示。
为了使整个系统具有很强的抗干扰和噪声能力,能够在恶劣的海上环境下长期和可靠的运行,本系统从硬件和软件两方面出发尽可能提高系统的可靠性。硬件可靠性主要从芯片选型、电路设计、布局布线、隔离电路板模块、屏蔽数据总线等方面考虑;软件的可靠性主要通过模块化编成和较好的异常化处理等方面保证。实验结果表明:各项指标基本达到了设计要求。
With the worsening of marine development,marine pollution has become increasingly serious,organic matter is an important source of pollution. Marine organic pollutants monitoring the marine environment is an important part of the monitoring.We have developed a variety of organic pollutants in the marine field optical analyzer is capable of simultaneously measuring a variety of organic pollutants(chlorophylla, phenol,yellow material,petroleum),truly realized the scene, real-time,continuous measurement,measurement to the international level.
In principle on the basis of the prototype,we have adopted a more advanced country in the microelectronics technology,in a mature shielding technology,use higher reliability electronic components design and improvement of the apparatus of control circuit boards.This paper will be devoted to the research center to W78E516BP the control circuit board design and research,including:Power circuit design,clock circuit design,grating stepper motor driver circuit design,fluorescence stepper motor driver circuit design,power source circuit design,circuit design printers,liquid crystal display circuit design,data storage circuit design,circuit design of the keyboard,serial circuit design; system driver software design and PC man-machine interface design.Design equipment with good man-machine interface,through the keyboard control panel can be easily adjusted the control of the apparatus and equipment parameters,test results through the LCD display,can work independently from the computer,but also can be connected to the computer through the serial port and,the test data can be displayed through the computer. In order to make the system as a whole has a strong anti-interference and noise in the marine environment under adverse long-term and reliable operation of the system from both the hardware and software of the highest possible reliability of the system,mainly from the chip hardware reliability election type,circuit design,placement and routing, isolation circuit board modules,such as shielding data bus to consider, and the reliability of software mainly through modular organization and better treatment of abnormal assurance.The experimental results show that:the index reached a basic design requirements.
引文
[1]许昆灿.我国近海海域的环境质量和污染监测研究[J].海洋环境科学,1992,11.
[2]赵进平.发展海洋监测技术的思考与实践[M].北京:海洋出版,2005,11
[3]孙继昌,惠力,吴承璇.现场海水中有机污染物光学分测量方法研究[J].海洋技术,2005,4,54-56.
[4]许金钩,王尊本.荧光分析法(第三版)[M].科学出版社,2006.7
[5]陈国珍.荧光分析法[M].北京:科学出版社,1975
[6]汪正范.色谱定性与定量[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]胡荣宗,王建华,张荣坤.海洋检测化学、生物传感器及集成技术探讨[M].厦门:厦门大学出版社,2000,3
[8]许金钩.光学与光谱技术[J].1983(3):12-20.
[9]蔡美琴,张为民等编著.MCS-51系列单片机系统及其应用.北京:高等教育出版社
[10]沈红卫著.单片机应用系统设计实例与分析.北京:北京航空航天大学出版社,2003
[11]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术[M].北京:电子工业出版社,2005,7.
[12]李华,《MCS-51 系列单片机实用接口技术》[M].北京航空航天大学出版社,1993,8
[13]朱善君,孙新亚,吉吟东.单片机接口技术与应用[M].清华大学出版社.2005,3.
[14]公茂法,马宝甫,孙晨等,单片机人机接口实例集.北京航空航天大学出版社1998
[15]阳宪惠.现场总线技术及其应用{M}.北京:清华大学出版社,1996
[16]涂时亮,张友德编著.单片微机控制技术.上海:复旦大学出版社,1994
[17]胡汉才编著.单片机原理及接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993
胡乾斌,李玲.单片微型计算机原理与应用.华中理工大学出版社,1996
[18]MAXIM New Releases Data Book.Volume,1996,1997,1998
[19]NEURON CHIP Distributed Communication and Control Processors.Motolora Inc[M].,1994.
[20]吴援明,唐军.模拟电路分析与设计基础[M].科学出版社,2006,8.
[21]童诗白编,模拟电子技术基础,高等教育出版社1998.5
[22]王荣,单片机外设复位的处理[J],微计算机信息,2003,19(18),50
[23]曲学基,王增幅等编著,稳压电源使用电路选编,北京:电子工业出版社
[24]马忠梅,籍顺心,张凯等..单片机的 C 语言应用程序设计.第3版.北京:北京航空航天大学出版社,2003.
[25]卢毅,赖杰.VHDL与数字电路设计.北京:科学出版社.
[26]刘文斌,刘冬等编著.单片机系统实用抗干扰技术.北京:人民邮电出版社,2003,10
[27]葛长虹编著工业测控系统的抗干扰技术.冶金工业出版社,2006,4
[28]杨天怡,共勤.微型计算机控制技术[M].重庆大学出版社,1996,6
[29]徐爱钧 彭秀华著.单片机高级语言C51Windows 环境编程与应用.北京:电子工业出版社,2001
[30]赖麒文著.8051单片机C语言彻底应用.北京:科学出版社,2002
[31]马忠梅等编著.单片机C语言Windows环境编程宝典.北京:北京航空航天大学出版社,2003
[32]张沛颀著.基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用.北京:清华大学出版社,2003
[33](美)Harvey M.Deitel等著.C++大学教程.第2版.北京:电子工业出版社,2002
[34](美)Harvey M.Deitel等著.C++大学教程试验指导书.北京:电子工业出版社,2002
[35](美)Myke Predko.PC接口技术内幕.北京:中国电力出版社,2002
[36]孙育才著.MCS-51系列单片微型计算机及其应用.第3版.南京:东南大学出版社,1997
[37]王保恒著.IBM PC宏汇编语言程序设计及应用.长沙:国防科技大学出版社,1992
[38]吉雷 编.Prote199从入门到精通.西安:西安电子科技出版社,2000
[39]赵晶等.电路设计与制作-Protel99高级应用.北京:人民邮电出版社,2000
[40]胡烨,姚鹏翼,姜思敏.Protel99SE电路设计与仿真教程.机械工业出版社,2005.4
[41]高放等著.单片机编程中的堆栈清理技术.电子世界,2003年第3期
[42]马潮,詹卫前.ATmega8原理及应用手册[M].北京:清华大学出版社,2003,7.
[43]金春林,邱慧芳,张皆喜.AVR系列单片机C语言编程与应用系列[M].北京:清华大学出版社,2003,8.
[44]方佩敏,张国华编著.最新集成电路应用指南.北京:电子工业出版社,1996
[45]龙一鸣等编著.单片机总线扩展技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993
[46]何立民编.单片机应用技术选编.北京:北京航空航天大学出版社,2003
[47]单片机C程序设计及应用实例.北京:人民邮电出版社,2003
[48]中文模块 C 型液晶图文显示器使用说明.金鹏科技有限公司,2002
[49]魏智,利用看门狗改善系统的可靠性[J].国外电子元器件,2003,(5),72-74
[50]谭浩强著.C 程序设计.北京:清华大学出版社,1999
[51]范风强,兰婵丽编著.单片机语言C51应用实战集锦.北京:电子工业出版社2003
[52]吴金戌等著.8051单片机实践与应用.北京:清华大学出版社,2002
[53](美)Brian W.Kemighan,Dennis Ritchie著.C程序设计语言.第二版.北京:机械工业出版社,2001
[54]DATA SHEET OF DS12C887,A New Style Real Time Clock Chip.Dallas Semiconductor Corporation.2002
[55]DATA SHEET OF CY62256.atic RAM.CYPRESS.1997
[56]DATA SHEET OF AT45D161B,16M DataFlash.AYMEL.2004
[57]DATA SHEET OF MAX232,Dual Eia-232 Driver/Receiver.Texas Instruments.1998
[58]DATA SHEET OF X5045,CPU Supervisor with 4K SPI EEPROM.XICOR.1998
[59]NEURON CHIP Distributed Communication and Control Processors.Motolora Inc[M].,1994
[60]www.hengsen.cn/windatac/W78E516Bi_chl.pdf
[61]www.bujindianji.net
[62]www.chinakong.com
[63]www.csdn.com
[64]www.c51bbs.com
[65]www.onlinecontroll.com0
[66]范风强,兰婵丽编著.单片机语言C51应用实战集锦.北京:电子工业出版社2003
[67]吴金戌等著.8051单片机实践与应用.北京:清华大学出版社,2002
[68](美)Brian W.Kernighan,Dennis Ritchie 著.C程序设计语言.第二版.北京:机械工业出版社,2D01