便携式三聚氰胺检测仪

摘要

本发明公布了一种便携式三聚氰胺检测仪，包括控制器模块、电源管理模块、通讯模块、存储器模块、信号采集模块、光源模块以及输入输出模块。控制器模块根据矩阵键盘的输入点亮LED，LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿，部分光波被吸收，剩余光源照射到光电传感器上，光电传感器将光信号转换为电压信号，控制器根据内部集成的AD转换器，将该电压信号转化为数字信号，并经过内部程序的处理，将浓度信息显示在液晶屏幕上。存储器模块用于存储该过程中的数据以便需要时调用；通讯模块中的RS232接口和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据。本发明体积小，成本低，携带方便，能完全适应日常生活使用。

主权项

便携式三聚氰胺检测仪，其特征在于：该检测仪包括控制器模块、电源管理模块、通讯模块、存储器模块、信号采集模块、光源模块以及输入输出模块；电源模块包括5V电压转换电路和3.3V电压转换电路；通讯模块包括JTAG接口和RS232串口转换电路；输入输出模块包括液晶接口电路和矩阵键盘；5V电源转换电路为液晶接口提供电源；3.3V电源转换电路为其余各个模块提供电源；光源模块采用超高亮LED灯，其波长范围较小，能够被三聚氰胺吸收；控制器模块根据矩阵键盘的输入点亮该LED，LED灯发出的光波通过放有三聚氰胺的比色皿，部分光波被吸收，剩余光源照射到信号采集模块的光电传感器上，光电传感器将光信号转换为电压信号，并将信号量发送到控制器，控制器根据内部集成的AD转换器，将电压信号转化为数字信号，并经过控制器内部程序的处理，将三聚氰胺的浓度值显示在外部液晶屏幕上；存储器模块用于存储该过程中的数据以便需要时调用；通讯模块中的RS232接口和JTAG接口用于与外部计算机之间传送数据；所述的控制器模块包括处理器U1A STM32F103VBH6、第一晶振X1、第二晶振X2、第二电阻R2、第三电阻R3、第一单刀双掷开关SW1、第二单刀双掷开关SW2、第一滤波电容C1、第二滤波电容C2、第六滤波电容C6、第十滤波电容C10、第十一滤波电容C11、第十二滤波电容C12、第十三滤波电容C13、第十四滤波电容C14、第十五滤波电容C15；处理器U1A STM32F103VBH6的8引脚、第一晶振X1的一端和第一滤波电容C1的一端相连；处理器U1A STM32F103VBH6的9引脚、第一晶振X1的另一端和第二滤波电容C2的一端相连；第一滤波电容C1的另一端接地；第二滤波电容C2的另一端接地；处理器U1A STM32F103VBH6的12引脚、第二晶振X2的一端和第六滤波电容C6的一端相连；处理器U1A STM32F103VBH6的13引脚、第二晶振X2的另一端和第十滤波电容C10的一端相连；第六滤波电容C6的另一端接地；第十滤波电容C10的另一端接地；处理器U1A STM32F103VBH6的37引脚与第二电阻R2的一端相连；第二电阻R2的另一端与第一单刀双掷开关SW1的2引脚相连；第一单刀双掷开关SW1的3引脚接地；第一单刀双掷开关SW1的1引脚与VDD3.3相连；处理器U1A STM32F103VBH6的94引脚与第三电阻R3的一端相连；第三电阻R3的另一端与第二单刀双掷开关SW2的2引脚相连；第二单刀双掷开关SW2的3引脚接地；第二单刀双掷开关SW2的1引脚与VDD3.3相连；第十一滤波电容C11的一端、第十二滤波电容C12的一端、第十三滤波电容C13的一端、第十四滤波电容C14的一端、第十五滤波电容C15的一端与VDD3.3相连；第十一滤波电容C11的另一端、第十二滤波电容C12的另一端、第十三滤波电容C13的另一端、第十四滤波电容C14的另一端、第十五滤波电容C15另一端相连并接地；所述的5V电压转换电路包括12V锂电池、电源管理芯片U2 LM2596S、第三极性电容C3、第四极性电容C4、第一电感L1、第一稳压二极管D1；电源管理芯片U2 LM2596S的1引脚、第三极性电容C3的阳极和VDD12相连；电源管理芯片U2 LM2596S的3引脚、5引脚、第三极性电容C3的阴极、第一稳压二极管D1的阳极、第四极性电容C4的阴极相连并接地；电源管理芯片U2 LM2596S的2引脚、第一稳压二极管D1的阴极和第一电感L1的一端相连；电源管理芯片U2 LM2596S的4引脚、第一电感L1的另一端、第四极性电容C4的阳极与VDD5.0相连；所述的3.3V电压转换电路包括U4 LD1086D2M33、第七极性电容C7、第八极性电容C8、第九滤波电容C9；U4 LD1086D2M33DE 1引脚、第七极性电容C7的阴极、第八极性电容C8的阴极与第九滤波电容C9的一端相连并接地；U4 LD1086D2M33DE 2引脚、第八极性电容C8的阳极、第九滤波电容C9的另一端与VDD3.3相连；U4 LD1086D2M33DE 3引脚、第七极性电容C7的阳极与VDD5.0相连；通讯模块包括Jtag接口电路和RS232电平转换电路；所述的Jtag接口电路包括Jtag接口CON1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17；第十三电阻R13的一端、第十四电阻R14的一端、第十五电阻R15的一端、第十六电阻R16的一端、Jtag接口CON1的1引脚、2引脚与VDD3.3相连；第十六电阻R16的另一端、第十七电阻R17的一端、Jtag接口CON1的3引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB4引脚相连；Jtag接口CON1的4引脚与第十七电阻R17的另一端相连；第十五电阻R15的另一端、Jtag接口CON1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA15引脚相连；第十四电阻R14的另一端、Jtag接口CON1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA13引脚相连；第十三电阻R13的另一端、Jtag接口CON1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA14引脚相连；Jtag接口CON1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PB3引脚相连；Jtag接口CON1的8引脚、10引脚相连并接地；所述的RS232电平转换电路包括电平转换芯片U6 MAX3232、第十九滤波电容C19、第二十滤波电容C20、第二十一滤波电容C21、第二十二滤波电容C22和串口COM1；电平转换芯片U6 MAX3232的7引脚、8引脚、9引脚、10引脚架空；电平转换芯片U6 MAX3232的16引脚与VDD3.3相连；电平转换芯片U6 MAX3232的1引脚与第十九滤波电容C19的一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的3引脚与第十九滤波电容C19的另一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的4引脚与第二十二滤波电容C22的一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的5引脚与第二十二滤波电容C22的另一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的2引脚与第二十一滤波电容C21的一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的6引脚与第二十滤波电容C20的一端相连；电平转换芯片U6 MAX3232的15引脚、第二十一滤波电容C21的另一端、第二十滤波电容C20的另一端相连并接地；电平转换芯片U6 MAX3232的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA2引脚相连；电平转换芯片U6 MAX3232的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA3引脚相连；电平转换芯片U6 MAX3232的14引脚与COM1的2引脚相连；电平转换芯片U6 MAX3232的13引脚与COM1的3引脚相连；COM1的5引脚接地；COM1的其余引脚架空；所述的光源模块包括第一电阻R1、三极管Q1、led灯DS1；第一电阻R1的一端与VDD3.3相连；第一电阻R1的另一端与三极管Q1的1引脚相连；处理器U1A STM32F103VBH6的PA8引脚与三极管Q1的2引脚相连；led灯DS1的1引脚与三极管Q1的3引脚相连；led灯DS1的2引脚接地；所述的信号采集模块包括光电传感器U3 OTP101、第八滤波电容C8；光电传感器U3 OTP101的1引脚、第八滤波电容C8的一端与VDD3.3相连；第八滤波电容C8的另一端与光电传感器U3 OTP101的3引脚相连并接地；光电传感器U3 OTP101的4引脚、5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA0引脚相连；光电传感器U3 OTP101的8引脚接地；光电传感器U3 OTP101的2引脚、6引脚架空；所述的存储器模块包括存储芯片U5 AT45DB161D、第四电阻R4、第五电阻R5、第十六滤波电容C16；存储芯片U5 AT45DB161D的1引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA7引脚相连；存储芯片U5 AT45DB161D的2引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA5引脚相连；存储芯片U5 AT45DB161D的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA4引脚相连；存储芯片U5 AT45DB161D的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PA6引脚相连；存储芯片U5 AT45DB161D的7引脚接地；存储芯片U5 AT45DB161D的6引脚、第四电阻R4的一端、第五电阻R5的一端、第十六滤波电容C16的一端与VDD3.3相连；存储芯片U5 AT45DB161D的3引脚与第四电阻R4的另一端相连；存储芯片U5 AT45DB161D的5引脚、第五电阻R5的另一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PA1引脚相连；第十六滤波电容C16的另一端接地；所述的输入输出模块包括第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十七滤波电容C17，第十八滤波电容C18和液晶屏插口JP1；第一开关S1的一端、第三开关S3的一端、第十电阻R10的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD12引脚相连；第二开关S2的一端、第四开关S4的一端、第十一电阻R11的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD11引脚相连；第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第七电阻R7的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD13引脚相连；第三开关S3的另一端、第四开关S4的另一端、第八电阻R8的一端与处理器U1A STM32F103VBH6的PD14引脚相连；第十电阻R10的另一端、第十一电阻R11的另一端与第十八滤波电容C18的一端相连并接地；第七电阻R7的另一端、第八电阻R8的另一端、第十八滤波电容C18的另一端与VDD3.3相连；液晶插口JP1的1引脚接地；液晶插口JP1的2引脚、第六电阻R6的一端、第十七滤波电容C17的一端与VDD5.0相连；液晶插口JP1的3引脚、第六电阻R6的另一端和第九电阻R9的一端相连；液晶插口JP1的4引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD10引脚相连；液晶插口JP1的5引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD9引脚相连；液晶插口JP1的6引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD8引脚相连；液晶插口JP1的7引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD7引脚相连；液晶插口JP1的8引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD6引脚相连；液晶插口JP1的9引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD5引脚相连；液晶插口JP1的10引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD4引脚相连；液晶插口JP1的11引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD3引脚相连；液晶插口JP1的12引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD2引脚相连；液晶插口JP1的13引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD1引脚相连；液晶插口JP1的14引脚与处理器U1A STM32F103VBH6的PD0引脚相连；液晶插口JP1的15引脚、第九电阻R9的另一端与第十七滤波电容C17的另一端相连并接地；液晶插口JP1的16引脚与VDD5.0。