基于MC68HC908MR32的便攜式回旋加速器程序設計

鄒良昌

摘 要：回旋加速器是為檢測大型集裝箱及容器實時成像而設計的。它還可以應用于無損檢測的其他領域，使用直線探測器線陣檢測高厚工件，及科學研究。該設計是基于飛思卡爾MC68HC908MR32作為加速器的主控制板核心處理器；此MCU運行速度快硬件資源豐富，10路10位A/D用于劑量率、電子能量、溫度等模擬量信號采集，16位共6通道定時器用于產生加速器主頻電壓、電子能量等時序脈沖，擴展AD5724四通道D/A用于模擬量輸出；DS1305用于保存自動搜索最大輻射劑量率的D/A數據；該文概要闡述了便攜式回旋加速器的單片機C程序設計方法。

關鍵詞：MC68HC908MR32 回旋加速器 自動搜索 程序設計 AD5724

中圖分類號：TP311.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（c）-0158-02

MC68HC908MR32是8位低成本，高性能M68HC08系列中的一員；除摘要內介紹的特點，還有大容量存儲32KB片內Flash存儲器，768B片內RAM，非常適合編寫C程序； 8 MHz內部總線頻率能夠滿足信號處理及控制的速度要求，還含有串行外設接口模塊（SPI）和串行通信接口模塊（SCI）等接口。AD5724R是四通道12位電壓輸出數模轉換器（DAC），采用雙電源±12V供電，軟件選標稱滿量程輸出范圍±10V，采用SPI接口能以最高30MHz的時鐘速率和MCU通訊，本控制板用3路模擬量輸出。DS1305時鐘電路采用雙電源供電，掉電后由電池供電，具有SPI接口MCU可與之通訊讀寫數據，內部96字節掉電存儲器用來存儲最大劑量率的三路D/A數據。

該文結合DAC和ADC及其他硬件，著重介紹在CodeWarriorforMicrocontrollers V6.3編譯環境下的回旋加速器C程序設計流程及自動搜索最大劑量率的算法。

1 單片機程序的基本架構

1.1 各部分功能介紹

通訊程序包括控制命令，如啟動、停止、復位等；設置參數；讀取參數；讀取工作狀態及故障報警信息。定時中斷部分是用來產生加速器時的脈沖波形，包括主頻脈沖時序；主磁極脈沖時序；偏轉脈沖時序等；自動搜索最大劑量率采用遍歷算法，搜索完畢后將最大劑量率保存至DS1305中掉電存儲；模擬量信號采集包括最大能量、劑量率、注入電流和溫度等的采集， 溫度采集用查表方法讀取溫度，在單片機中做上限報警溫度設定和允許開機的下限溫度設定，同時實時供上位機讀取當前溫度值顯示。擬量輸出包括燈絲電壓控制，注入電壓控制，聚攏電壓控制；為了及時反映設備的運行狀況，保護人員安全，當設備異常時及時保護設備并提示設備操作人員，達到及時維護或維修設備的目的，因此做了全面的故障報警程序，包括開關信號、電壓、電流等保護。

1.2 自動搜索最大劑量率的算法解析

所謂遍歷（Traversal），是指沿著某條搜索路線，依次對樹中每個結點均做一次且僅做一次訪問。此方法應用在自動搜索最大劑量率上可以省去調節硬件的麻煩，精確尋找到最佳劑量率的參數匹配。結合實際情況為一個二維數組的遍歷，本控制板采用先粗條后細調的方法自動搜索最大劑量率，實現此算法的C程序如下：

while （injectionAdjustnumber>0）

{

contractordata=contractordataunadjusted；

Data_ contractordata （contractordata）；

contractorAdjustnumberbuff=contractorAdjustnumber；

while （contractorAdjustnumberbuff>0）

{

currentdoserata=Data_L955A（）；

if（currentdoserata>lastdoserata）

{

lastdoserata=currentdoserata；

contractordatabuff=contractordata；

injectiondatabuff=injectiondata；

} contractordata=Data_voltageSub（contractordata，contractorAdjustingstep）；

Data_contractordata（contractordata）；

contractorAdjustnumberbuff--；

} injectiondata=Data_voltageSub（injectiondata，injectionAdjustingstep）；

Data_ injectiondata （injectiondata）；

injectionAdjustnumber--；

}

實測程序控制兩個模擬量電壓波形圖1。

2 結語

該文介紹了MC68HC908MR32在便攜式回旋加速器上的程序設計方案，硬件資源和性能適合并滿足此設備的設計要求。飛思卡爾半導體公司（原Motorola公司半導體產品部）的M68HC08系列單片機在很多應用領域內都表現出低成本、高性能的特點，它的體系結構為產品開發了節省了大量時間，此單片機提供了多種集成模塊，充分發揮了它的靈活性。

參考文獻

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