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1 引言放射性勘查儀是廣泛應用于放射性礦藏普查和勘探、地球化學尋礦、放射性地質填圖、放射性找水和環境監測的物探儀器。作為放射性勘查儀的重要組成部分，數據采集器的主要任務是采集和存貯核輻射儀探頭輸出的探測信號，并在野外測量結束返回基地后，再將存貯的數據傳送給專用工作站或通用微機進行綜合分析處理，或錄入數據庫中供后續研究使用。數據采集器一般采用單片機的控制和存貯技術來進行自動測量和記錄存貯數據。作為一種便攜式野外測量儀器，對數據采集器性能的一個重要要求就是數據存貯容量大，功耗小，能滿足野外連續測量的需要。由于勘查時要在野外工作一段時間后才能由微機對測量資料進行集中處理，因此還要求數據采集器不但要將野外測量的數據及時存貯起來，還要保證所存貯的數據安全可靠。根據這些要求，可選擇K9F3208W0A閃速存貯器作為數據采集器的數據存貯器，因為K9F3208W0A采用CMOS浮置門技術，存貯容量大，電源電壓范圍寬，功耗小，因而特別適合電池供電的野外工作場合應用。其非易失性和獨特的軟、硬件保護功能，使得不論是在電池耗盡還是更換電池等情況下，器件中所存貯的數據都不會受到影響，因而可靠性很高。 2 K9F3208 W0A的主要特性 K9F3208W0A閃速存貯器的存貯容量為4M＋128k字節，另外，還有512＋16字節的數據寄存器可用于數據輸入輸出緩沖。其電源電壓為2． 7～5．5V，使用壽命為1M次擦除／編程。并具有軟、硬件數據保護功能，數據保存時間可達十年。K9F3208W0A 采用44腳TSOP封裝，引腳排列如圖1所示，各引腳的功能如下： ●IO0～IO7：數據輸入輸出口，三態； ●ALE：地址鎖存使能； ●CLE：命令鎖存使能； ● ● ● ● ● ●R/ ●VCC：電源（2．7～5．5V）； ●VCCQ：輸出緩沖器電源（2．7～5．5V）； ●VSS：地； ●NC：未使用引腳。 3 K9F3208 W0A與單片機的連接 放射性勘查儀數據采集器采用低功耗的PIC系列單片機PIC16C65控制，由于K9F3208W0A的地址、命令和數據都通過8位 I／O口傳送，因此芯片的8位I／O口直接跟PIC16C65的RB口相連，4M物理存貯空間的22位地址分成3個地址周期通過8位I／O口寫入地址寄存器，而無需另外擴展地址線，從而大大簡化了硬件電路。芯片對I／O口的復用通過地址鎖存信號ALE、命令鎖存信號CLE、讀信號 K9F3208W0A具有讀、編程和擦除三種操作方式，并提供有專用命令集，可通過向命令寄存器寫入不同的命令來選擇相應的工作方式，它的讀和寫操作以頁為基礎，每頁為（512＋16）字節，擦除可按塊進行，每塊（8k＋256）字節。在頁寫周期中，也可對頁內部分區域進行編程。區域大小可以從1個字節到 528個字節不等，但要求地址是連續的。這樣可使得對器件的寫入操作更加靈活方便。而對器件編程和擦除操作則采用兩級命令確認方式，以防止誤操作。在電源過渡過程或在電源電壓低于2V時，器件能用硬件來禁止編程和擦除操作，從而在硬件和軟件兩方面都保證了數據的安全性。 4 K9F3208 W0A的編程 用勘測儀進行測量時，當數據采集器把一次測量信號采集完后，首先對測量信號進行初步處理，然后將測量數據轉換成規定的格式，再加上測量日期構成一個測量數據塊，并附上首尾標志以區別于其它測量數據塊，最后再將數據塊寫入K9F3208W0A中。由于儀器在不同的測量方式下每一測點的數據量不同，因此，應采用部分區域編程方式將測量數據寫入K9F3208W0A，圖3所示是具體的編程流程。在數據采集器輸出數據時，通過單片機的串行口將K9F3208W0A中存貯的測量數據傳送給通用微機，這時應當用程序將K9F3208W0A設置為讀操作方式，然后輸出讀操作命令。在將一頁數據讀出到K9F3208W0A的輸出緩沖器后，由單片機按字節順序讀出數據并發送出去。 5 結束語 在放射性勘查儀數據采集器系統中采用K9F3208W0A作數據存貯器，可存貯45天的測量數據，完全可以滿足一次勘查測量的需要，從而解決了核資源勘查時的測量數據存貯問題。由于該系統采用K9F3208W0A地址復用8位I／O口，因而簡化了電路結構，降低了整機功耗。在閃存容量不斷擴大的情況下，這種結構形式還可使系統在今后需要時能夠十分方便地對存貯容量再度擴展。此外，本文介紹的數據存貯方案，對所有要求非易失大容量數據存貯的便攜式儀器，也是一種較好的解決方案。 |
