隨著半導(dǎo)體工藝的飛速發(fā)展和芯片設(shè)計水平的不斷進(jìn)步，ARM微處理器的性能得到大幅度地提高，同時其芯片的價格也在不斷下降，嵌入式系統(tǒng)以其獨有的優(yōu)勢，己經(jīng)廣泛地滲透到科學(xué)研究和日常生活的各個方面。 本文以ARM7 LPC2132處理器為核心，結(jié)合蓋革一彌勒計數(shù)管對Time-To-Count輻射測量方法進(jìn)行研究。ARM結(jié)構(gòu)是基于精簡指令集計算機(RISC)原理而設(shè)計的，其指令集和相關(guān)的譯碼機制比復(fù)雜指令集計算機要簡單得多，使用一個小的、廉價的ARM微處理器就可實現(xiàn)很高的指令吞吐量和實時的中斷響應(yīng)。基于ARM7TDMI-S核的LPC2132微處理器，其工作頻率可達(dá)到60MHz，這對于Time-To-Count技術(shù)是非常有利的，而且利用LPC2132芯片的定時/計數(shù)器引腳捕獲功能，可以直接讀取TC中的計數(shù)值，也就是說不再需要調(diào)用中斷函數(shù)讀取TC值，從而大大降低了計數(shù)前雜質(zhì)時間。本文是在我?guī)熜謪诬姷摹禩ime-To-Count測量方法初步研究》基礎(chǔ)上，使用了高速的ARM芯片，對基于MCS-51的Time-To-Count輻射測量系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，進(jìn)一步論證了采用高速ARM處理器芯片可以極大的提高G-M計數(shù)器的測量范圍與測量精度。 首先，討論了傳統(tǒng)的蓋革-彌勒計數(shù)管探測射線強度的方法，并指出傳統(tǒng)的脈沖測量方法的不足。然后討論了什么是Time-To-Count測量方法，對Time-To-Count測量方法的理論基礎(chǔ)進(jìn)行分析。指出Time-To-Count方法與傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法的區(qū)別，以及采用Time-To-Count方法進(jìn)行輻射測量的可行性。 接著，詳細(xì)論述基于ARM7 LPC2132處理器的Time-To-Count輻射測量儀的原理、功能、特點以及輻射測量儀的各部分接口電路設(shè)計及相關(guān)程序的編制。 最后得出結(jié)論，通過高速32位ARM處理器的使用，Time-To-Count輻射測量儀的精度和量程均得到很大的提高，對于Y射線總量測量，使用了ARM處理器的Time-To-Count輻射測量儀的量程約為20 u R/h到1R/h，數(shù)據(jù)線性程度也比以前的Time-To-CotJnt輻射測量儀要好。所以在使用Time-To-Count方法進(jìn)行的輻射測量時，如何減少雜質(zhì)時間以及如何提高計數(shù)前時間的測量精度，是決定Time-To-Count輻射測量儀性能的關(guān)鍵因素。實驗用三只相同型號的J33G-M計數(shù)管分別作為探測元件，在100U R/h到lR/h的輻射場中進(jìn)行試驗.每個測量點測量5次取平均，得出隨著照射量率的增大，輻射強度R的測量值偏小且與輻射真實值之間的誤差也隨之增大。如果將測量誤差限定在10％的范圍內(nèi)，則此儀器的量程范圍為20 u R/h至1R/h，量程跨度近六個數(shù)量級。而用J33型G-M計數(shù)管作常規(guī)的脈沖測量，量程范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，充分體現(xiàn)了運用Time-To-Count方法測量輻射強度的優(yōu)越性，也從另一個角度反應(yīng)了隨著計數(shù)前時間的逐漸減小，雜質(zhì)時間在其中的比重越來越大，對測量結(jié)果的影響也就越來越嚴(yán)重，盡可能的減小雜質(zhì)時間在Time-To-Count方法輻射測量特別是測量高強度輻射中是關(guān)鍵的。筆者用示波器測出此輻射儀器的雜質(zhì)時間約為6.5 u S，所以在計算定時器值的時候減去這個雜質(zhì)時間，可以增加計數(shù)前時間的精確度。通過實驗得出，在標(biāo)定儀器的K值時，應(yīng)該在照射量率較低的條件下行，而測得的計數(shù)前時間是否精確則需要在照射量率較高的條件下通過儀器標(biāo)定來檢驗。這是因為在照射量率較低時，計數(shù)前時間較大，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響不明顯，數(shù)據(jù)線斜率較穩(wěn)定，適宜于確定標(biāo)定系數(shù)K值，而在照射量率較高時，計數(shù)前時間很小，雜質(zhì)時間對測量結(jié)果的影響較大，可以明顯的在數(shù)據(jù)線上反映出來，從而可以很好的反應(yīng)出儀器的性能與量程。實驗證明了Time-To-Count測量方法中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是如何對計數(shù)前時間進(jìn)行精確測量。經(jīng)過對大量實驗數(shù)據(jù)的分析，得到計數(shù)前時間中的雜質(zhì)時間可分為硬件雜質(zhì)時間和軟件雜質(zhì)時間，并以軟件雜質(zhì)時間為主，通過對程序進(jìn)行合理優(yōu)化，軟件雜質(zhì)時間可以通過程序的改進(jìn)而減少，甚至可以用數(shù)學(xué)補償?shù)姆椒▉淼窒瑥亩梢缘玫奖容^精確的計數(shù)前時間，以此得到較精確的輻射強度值。對于本輻射儀，用戶可以選擇不同的工作模式來進(jìn)行測量，當(dāng)輻射場較弱時，通常采用規(guī)定次數(shù)測量的方式，在輻射場較強時，應(yīng)該選用定時測量的方式。因為，當(dāng)輻射場較弱時，如果用規(guī)定次數(shù)測量的方式，會浪費很多時間來采集足夠的脈沖信號。當(dāng)輻射場較強時，由于輻射粒子很多，產(chǎn)生脈沖的頻率就很高，規(guī)定次數(shù)的測量會加大測量誤差，當(dāng)選用定時測量的方式時，由于時間的相對加長，所以記錄的粒子數(shù)就相對的增加，從而提高儀器的測量精度。通過調(diào)研國內(nèi)外先進(jìn)核輻射測量儀器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解到了目前最新的核輻射總量測量技術(shù)一Time-To-Count理論及其應(yīng)用情況。論證了該新技術(shù)的理論原理，根據(jù)此原理，結(jié)合高速處理器ARM7 LPC2132，對以G-計數(shù)管為探測元件的Time-To-Count輻射測量儀進(jìn)行設(shè)計。論文以實驗的方法論證了Time-To-Count原理測量核輻射方法的科學(xué)性，該輻射儀的量程和精度均優(yōu)于以前以脈沖計數(shù)為基礎(chǔ)理論的MCS-51核輻射測量儀。該輻射儀具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等優(yōu)點。用戶可以定期的對儀器的標(biāo)定，來減小由于電子元件的老化對低儀器性能參數(shù)造成的影響，通過Time-To-Count測量方法的使用，可以極大拓寬G-M計數(shù)管的量程。就儀器中使用的J33型G-M計數(shù)管而言，G-M計數(shù)管廠家參考線性測量范圍約為50 u R/h到5000 u R/h，而用了Time-To-Count測量方法后，結(jié)合高速微處理器ARM7 LPC2132，此核輻射測量儀的量程為20 u R/h至1R/h。在允許的誤差范圍內(nèi)，核輻射儀的量程比以前基于MCS-51的輻射儀提高了近200倍，而且精度也比傳統(tǒng)的脈沖計數(shù)方法要高，測量結(jié)果的線性程度也比傳統(tǒng)的方法要好。G-M計數(shù)管的使用壽命被大大延長。 綜上所述，本文取得了如下成果：對國內(nèi)外Time-To-Count方法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，指出了Time-To-Count測量方法的基本原理，并對Time-T0-Count方法理論進(jìn)行了分析，推導(dǎo)出了計數(shù)前時間和兩個相鄰輻射粒子時間間隔之間的關(guān)系，從數(shù)學(xué)的角度論證了Time-To-Count方法的科學(xué)性。詳細(xì)說明了基于ARM 7 LPC2132的Time-To-Count輻射測量儀的硬件設(shè)計、軟件編程的過程，通過高速微處理芯片LPC2132的使用，成功完成了對基于MCS-51單片機的Time-To-Count測量儀的改進(jìn)。改進(jìn)后的輻射儀器具有量程寬、精度高、易操作、用戶界面友好等特點。本論文根據(jù)實驗結(jié)果總結(jié)出了Time-To-Count技術(shù)中的幾點關(guān)鍵因素，如：處理器的頻率、計數(shù)前時間、雜質(zhì)時間、采樣次數(shù)和測量時間等，重點分析了雜質(zhì)時間的組成以及引入雜質(zhì)時間的主要因素等，對國內(nèi)核輻射測量儀的研究具有一定的指導(dǎo)意義。
標(biāo)簽： TimeToCount ARM 輻射測量儀
上傳時間： 2013-06-24
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N79E8132移動電源方案功能介紹 本方案的特色是采用新唐生產(chǎn)的兼容MCS-51核心的N79E8132單片機，可以在-40度到85度溫度范圍內(nèi)安全工作，具備4K FLASH，4K DATAFLASH，512B RAM，高精度10位ADC，內(nèi)置帶隙電壓可省去外部參考電壓，內(nèi)置22.1184M、11.0592M振蕩器，并具有可分頻的時鐘供單片機核心使用，可以根據(jù)性能需要靈活選擇工作時鐘，提高工作效率，具備外部中斷、按鍵中斷，可以靈活實現(xiàn)單片機進(jìn)入掉電模式后的喚醒功能，具備停機、掉電模式，在產(chǎn)品不使用的時候進(jìn)入掉電模式，實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能，支持ICE仿真工具，ICP、串口ISP燒寫，開發(fā)硬件成本低。軟件開發(fā)可以使用KEIL C，容易上手。 充電部分采用通用的TP4056，價格便宜，容易采購，可以通過外部元件靈活配置充電電流。 升壓部分采用日本精工的S8365，工作頻率1.2M，外置MOS，容易實現(xiàn)大電流，高效率，電感小型化節(jié)省成本。 技術(shù)參數(shù) 1. 輸入： USB 5V/1A ，充電電流可達(dá)500-850mA，可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)置 2. 輸出： USB 5V/1A，效率最高可達(dá)到90％以上，可根據(jù)需要提高到2A 3. 電量指示： （可根據(jù)需要自行設(shè)定） 四燈全亮 75%-100% 三個指示燈亮 50%-75% 兩個燈亮 25%-55% 一個指示燈亮 5%-25% 無指示燈亮 5%以下 4.充電指示： 25%以下 一個指示燈閃 25%-50% 一個指示燈亮 第二個閃 50%--75% 二個指示燈亮 第三個閃 75%-99% 三個指示燈亮 第四個閃 100% 四個指示燈長亮。 5．智能保護(hù)： 低電保護(hù)：電池電壓低于3V時自動關(guān)閉升壓 放電保護(hù)：放電電流大于額定電流自動關(guān)閉升壓輸出(1A模式設(shè)置為1.5A保護(hù)) 溫度保護(hù)：檢測電池溫度，高于55度自動關(guān)閉升壓輸出（可選） 低電流關(guān)機：當(dāng)外部設(shè)備的電流需求小于100mA時，關(guān)閉升壓輸出以節(jié)省電力。 6．按鍵操作： 短按按鍵，4個LED顯示剩余電量3～5秒自動關(guān)閉 按鍵長按， LED點亮，閃爍3次后開啟升壓，顯示電量，30秒內(nèi)沒有連接外部設(shè)備自動關(guān)機。 開機狀態(tài)長按，點亮照明LED，再長按熄滅照明LED，照明LED點亮狀態(tài)不會進(jìn)入自動關(guān)機 帶照明功能。（可選）8．原理圖 9．BOM 序號 類型 參數(shù) 位號 封裝 數(shù)量 1 IC N79E8132AS16 U2 SO16 1 2 IC S8365C U4 SOT26 1 3 IC TP4056 U3 SO8M1T 1 4 貼片電阻 0.1R R25 1206 1 5 貼片電阻 1A R28 1812 1 6 貼片電阻 22R R24 0603 1 7 貼片電阻 22R R30 0805 1 8 貼片電阻 100R R3 0805 1 9 貼片電阻 1K R1 R11 R12 R13 R14 0603 5 10 貼片電阻 2.4K R4 0603 1 11 貼片電阻 10K R6 R15 R21 R22 R23 R29 R31 R32 0603 8 12 貼片電阻 43.2KF R46 0603 1 13 貼片電阻 49.9KF R47 R49 0603 2 14 貼片電阻 68KF R27 0603 1 15 貼片電阻 75KF R48 0603 1 16 貼片電阻 100K R2 R16 0603 2 17 貼片電阻 220KF R17 R26 0603 2 18 貼片電阻 1M R5 R7 R18 0603 3 19 貼片電容 47P C1 C7 0603 2 20 貼片電容 103 C4 C8 C9 C13 C14 0603 5 21 貼片電容 104 C2 C5 C11 C16 C17 0603 5 22 貼片電容 226 C3 C6 C10 C12 C15 1206 5 23 貼片電感 3.6UH/3A L1 WBL076 1 24 二極管 1N4148 D1 SOD323 1 25 LED Blue D2 D3 D4 D5 D6 LED 5 26 二極管 SK34 D7 DO214 1 27 MOS 2N7002 Q2 Q5 SOT23 2 28 MOS AO3400 Q3 SOT23 1 29 MOS AO3401 Q4 SOT23 1 30 USB USB J3 USBAFRSMD1 1 31 USB_MINI USB_MINI J4 USBMINIMICRO 1 32 SWPB SWPB S1 SW7X7H 1 10.部件功能說明
上傳時間： 2013-11-16
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使用ABI Cloud Mask算法，結(jié)合多種基礎(chǔ)的表數(shù)據(jù)，對MTSAT-1R衛(wèi)星圖像進(jìn)行了云掩膜分類。將衛(wèi)星圖像中的像素成功分為了4類：“晴空”“似晴空”“似云”“云” 。實驗結(jié)果表明，本掩膜計算方便，達(dá)到了進(jìn)一步計算下一步數(shù)據(jù)的要求。
標(biāo)簽： MTSAT 衛(wèi)星數(shù)據(jù) 掩膜 閾值
上傳時間： 2013-10-19
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KEIL C51程序，實現(xiàn)89S52同LCD：RT12864－1R驅(qū)動。
上傳時間： 2013-12-25
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