基于ARM+FPGA的食用花生油質(zhì)量快速檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)

摘 要：采用ARM+FPGA結(jié)構(gòu)給出一種高性能的便攜式食用花生油質(zhì)量快速分析儀的設(shè)計(jì)。將可編程片上系統(tǒng)應(yīng)用到儀器開(kāi)發(fā)中，簡(jiǎn)化系統(tǒng)硬件電路，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性。充分利用ARM芯片的高效控制功能結(jié)合FPGA靈活的多硬件接口模擬特性,便于攜帶，適合現(xiàn)場(chǎng)免化學(xué)試劑快速檢測(cè)。
關(guān)鍵詞： ARM+FPGA； 便攜式； 花生油質(zhì)量檢測(cè)

食用油種類有很多種，各類食用油的檢測(cè)方法不盡相同。以花生油質(zhì)量檢測(cè)為例，由花生油的特殊物理性質(zhì)可知，花生油在0～5℃時(shí)開(kāi)始結(jié)晶[1,2]，其他種類的食用油都不是在這個(gè)溫度下結(jié)晶，利用這一特殊物理性質(zhì)，在花生油結(jié)晶狀態(tài)條件下對(duì)其進(jìn)行吸光度測(cè)量，花生油在不同溫度的結(jié)晶度信息是不一樣的，所以需要一個(gè)恒定的溫度環(huán)境來(lái)確保測(cè)量精度。本文給出了一種基于ARM+FPGA的便攜式免化學(xué)試劑且環(huán)境友好型花生油質(zhì)量快速檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)方案。
1儀器工作原理與方案設(shè)計(jì)
食用油質(zhì)量現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀是利用信號(hào)采集模塊檢測(cè)樣品油的吸光度，因?yàn)槲舛扰c樣品油的物質(zhì)成分有關(guān)，通過(guò)吸光度可以了解樣品油的純度。
1.1工作原理
通過(guò)ARM處理器模糊PID計(jì)算，調(diào)整FPGA產(chǎn)生占空比可調(diào)的脈寬調(diào)制信號(hào)PWM，驅(qū)動(dòng)熱電制冷器實(shí)現(xiàn)恒溫控制，儀器工作原理如圖1所示。信號(hào)采集模塊由單色LED光源和光頻轉(zhuǎn)換器TSL230B組成，TSL230B根據(jù)透射光強(qiáng)的不同，輸出頻率不同的脈沖信號(hào)（或方波信號(hào)）。因?yàn)橥干涔鈴?qiáng)與吸光度有關(guān)，F(xiàn)PGA讀取信號(hào)采集模塊輸入不同的脈沖信號(hào)的頻率，獲得吸光度的信息，F(xiàn)PGA再把吸光度的信息傳送給ARM控制器數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出花生油樣品純度信息并在顯示器上顯示。