1方案介紹

生活中的建筑材料或多或少都有核輻射。如建筑上用的花崗巖就含有微量的鈾，潛在的影響著人們的生活和壽命。所以需要對建筑材料中的核輻射予以測量從而判斷是否危險。目前使用單片機方案對核輻射進(jìn)行檢測在很多情況下有應(yīng)用，雖然原理簡單，但是在生活中十分有用的。同樣可以應(yīng)用到其他很多的場合，對人們的日常生活是十分有幫助的。

本設(shè)計基于GD32F207ZE+蓋革計數(shù)器，利用蓋革計數(shù)器測量得到的當(dāng)前核輻射量以及蓋革計數(shù)器特性曲線，綜合SPI協(xié)議與LCD彩屏驅(qū)動算法設(shè)計核輻射顯示算法將當(dāng)前核輻射量顯示出來并提示當(dāng)前核輻射是否安全。整個系統(tǒng)簡潔易隨身攜帶，可用于生活乃至其他很多場合的核輻射測量與預(yù)警。

2方案框圖

3設(shè)計應(yīng)用描述及心得總結(jié)

1．首先，從點亮LED燈開始，程序編寫不算難，但是在下載程序時，Colibri_GD32F207這個板子沒有將BOOT0和BOOT1接出來，于是只能使用穩(wěn)壓器旁邊的那個USB口進(jìn)行調(diào)試。還好能用，板子上還引出了6個ADC接口，比較實在，使用其中一個ADC接口將采集到的核輻射數(shù)據(jù)輸入進(jìn)MCU中進(jìn)行處理即可。

2．然后，需要將當(dāng)前核輻射量顯示出來，所以需要LCD屏幕。購買一個使用SPI協(xié)議驅(qū)動的1.8寸彩色LCD。使用片上硬件SPI或者模擬SPI都可以使得這款LCD屏幕正常工作。那么這樣可以節(jié)省很多的 IO，故建議接下來的開發(fā)板中將LCD接口IO全部引出或者將硬件SPI單獨設(shè)立相應(yīng)LCD接口引出從而方便開發(fā)者參與調(diào)試。

3．接著，本設(shè)計發(fā)揮了GD32F207的最大的速度，主頻配置了120MHz。有效刷新當(dāng)前的核輻射數(shù)值，有效保證了數(shù)據(jù)實時更新。

4．進(jìn)而再設(shè)計采用M4011蓋格管以及對應(yīng)的蓋革計數(shù)器硬件電路。硬件電路設(shè)計較為簡單，能夠測量當(dāng)下的空間中20mR/h～120mR/h的γ射線及100～1800脫變數(shù)/分?厘米2的軟β射線的輻射量。輻射當(dāng)量顯示并提示的設(shè)計算法基于M4011蓋格管的特性曲線。再在實際調(diào)試中做了些許參數(shù)的修正。

5.在軟件算法中，本設(shè)計中核輻射的參數(shù)換算基于1990年的我國所采用的國際標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效并實時更新當(dāng)下的核輻射值并做出判斷是否安全，搭配5V充電寶進(jìn)行電源供電，可以隨身攜帶，可自由測量各處的核輻射值。

6.總結(jié)一下，這款MCU功能十分強大，為充分展現(xiàn)其全部功能，可以使用GD32F207I-EVAL全功能評估板，引出boot0和boot1，以及豐富的外設(shè)模塊，如以太網(wǎng)，LCD，GSM，藍(lán)牙，NRF24L01等等，同時配備了豐富相應(yīng)的庫函數(shù)并提供了操作寄存器的相應(yīng)代碼。相信廣大開發(fā)者也會十分喜歡的。

4作品實物圖+視頻

實物照片如下圖，從左到右依次是LCD，小紅板，蓋革計數(shù)器

下圖這是在LCD上顯示當(dāng)前的輻射值 以及當(dāng)前的輻射是否安全。

可以看出，當(dāng)前輻射量為0.12uSv/h，為安全值。