采用ARM7的S3C44BOX的嵌入式定量分析系統設計方案

　　1 系統原理及總體方案設計

　　1.1 系統原理

　　Γ射線，它與物質的相互作用主要是光電效應。不同物質由于原子序數不同，對Γ射線的質量系數也明顯不同，意味著按不同比例配制的煤與矸石的混合燃料，其吸收系數會發生明顯變化，因此通過放射性強度的測量，可以分析混合燃料中煤與矸石的混合比例。

　　用單能、窄束Γ射線照射混合燃料，經理論推導可得：

　　式中：Αc，Αg分別為混合燃料中煤、矸石的重量百分比;Μc，Μg，Μp分別為煤、矸石、混合燃料的質量吸收系數;Μm為待測的質量吸收系數;I0，I分別為Γ射線穿過物體前、后的強度;V為標準樣品盒的凈容積，D為盒內樣品厚度，二者均可看作已知常量;Ρ為樣品密度。

　　因此只需要測出Γ射線照射混合燃料前后的強度及混合燃料的質量，就可以計算出煤、矸石的重量百分比。

　　1.2 系統總體方案設計

　　系統主要包括Γ射線源、探測器、數據采集電路、精密電子天平、S3C44BOX硬件平臺、LCD顯示屏、網絡接口。硬件框圖如圖1所示。

　　系統的核心是S3C44BOX微處理器，它是Samsung公司推出的16/32 B RISC處理器，采用2.5 VARM7TDMI內核，0.25/Μm工藝的COMS標準宏單元和存儲編譯器。它提供了豐富的內置部件，主要包括8 KB Cache、內部SRAM、帶自動握手的2通道URAT、4通道DMA、系統管理器、RT-C、I/O端口、LCD控制器等，很好地滿足了系統設計要求。S3C44BOX可以很方便地擴展一個網絡接口，實現數據的網絡傳輸。另外S3C44BOX提供了70多個I/O端口，極大地方便了以后的功能擴展。

　　信號采集電路采集Γ射線的能量信號，精密電子天平同步測量混合燃料的質量信號，并通過RS 232串口將數據傳送到處理器，S3C44BOX對采集到的數據進行處理，得到煤與矸石的混合比例，將其顯示在LCD屏上，同時可以通過網絡接口將數據傳送到遠程PC，以備后期分析。

　　2 系統功能模塊設計

　　2.1 Γ射線強度檢測部分

　　由探測器、線性放大電路、脈沖幅度分析電路等幾部分組成，原理框圖如圖2所示。

　　NaI閃爍探測器輸出與入射Γ射線成正比的脈沖信號，入射Γ射線強度越大，單位時間內探測器輸出的脈沖數就越多。