C8051F020单片机在总磷在线自动分析仪中应用

本仪器以C8051F020为核心，外围扩展了数据存储器AT45DB081、时钟芯片DSl687、数字温度传感器DSl8B20、智能液晶和键盘等，它们主要用于完成信号的采集、按键扫描、液晶显示和报警、温度检测、工业标准信号输出、控制阀门的开关和各种光源指示等功能。

数据存储器AT45DB081(SPI串行接口)的存储容量为8MBit，可以存储一年的测量数据；时钟芯片DSl687(8位并行接口)可以自动更新年、月、日、时、分、秒，用以完成仪器的自动标定功能；数字温度传感器DSl8B20(单总线接口)用于监测溶液的温度，以保证液体恒温，加快化学反应速度，减小测量周期，提高仪器测量的重现性和稳定性；智能液晶(UART串口通信)和按键则用于完成人机对话功能，形成良好的人机界面。

该仪器用到的I／O口有40多个，可用于控制各个阀门和各种光源的开关、键盘输入和DSl687的扩展等，而C8051F020有64根I／O口线，因此可完全满足需要。

利用该硬件电路配以完善的软件设计可以实现：键盘操作、液晶显示、数据采集及检测、数据输出、报警光源控制和搅拌器的控制。图3是仪器系统的工作主流程框图。在仪器开启时，程序首先进行初始化自检和设置中断人口地址，然后刷新液晶显示屏，读出DSl687的时钟信号并将显示初始浓度值"0．000mg／L"送到显示屏。开启控制阀，注入被测水样对分解测量杯进行预清洗1分钟，再通过中断响应判断有无键按下。若无键按下，则调用分析子程序以完成一个周期内的操作，并将计算结果送液晶显示器显示，同时将其输送到C8051F020的D／A口作为现场标准信号，最后将测量结果存储到AT45DB081作为历史记录保存。一个周期测量完毕后，程序返回下一个测量周期。



4 结束语

由于该总磷在线自动分析仪利用了C8051F020的D／A转换、A／D转换、UART和SPI串行通信等多种增强功能，因此，仪器结构紧凑，设计简化。同时由于该总磷在线自动分析仪集恒温、分解、测量、控制于一体，因而大大简化了化学分析流程，提高了在线分析的检测速度和稳定性，取得了良好的应用效果。