[发明专利]便携式食品安全检测仪

权利要求书

1.便携式食品安全检测仪，其特征在于：该检测仪包括电源管理模块、通讯模块、外部存储模块、信号采集模块外部光源模块输入输出模块以及控制器，其中，电源管理模块包括以LM2596S为核心的5V电压转换电路和以LM1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路，通讯模块包括RS232接口、JTAG接口和USB接口，输入输出模块包括矩阵键盘和LCD接口，以LM2596S为核心的5V电压转换电路为通讯模块中的RS232电路、外部光源模块和以LM1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路提供5V电压；以LM1117-3.3为核心的3.3V电压转换电路为控制器模块、外部存储模块、信号采集模块、输入输出模块以及通讯模块中的JTAG接口和USB接口提供3.3V电压，控制器中保存驱动外部光源模块所需要的电压值，控制器根据输入输出模块的选择，利用控制器内部D/A模块输出外部光源所需要的电压，外部光源发出的光经过处理后射入信号采集模块，信号采集模块将光信号转化为电压信号，经过控制器内部 A/D模块转换为数字信号，在控制器内进行处理，得出有毒有害物质的浓度，输入输出模块显示有毒有害物质的浓度，并将检测结果在外部存储模块中保存，其中通讯模块中的RS232接口JTAG接口和USB接口用于与外部计算机之间传送数据；

5V电压转换电路包括电源管理芯片U1LM2596S、第一电容C1、第二电容C2、第一电感L1和稳压二极管D1，电容C1的正极与电源管理芯片U1 LM2596S的1引脚和12V电源连接，电容C1的负极、电源管理芯片U1LM2596S的3引脚、电源管理芯片U1LM2596S的5引脚、稳压二极管D1的阳极和第二电容C2的负极接地，电源管理芯片U1LM2596S的4引脚、电感L1的一端、第二电容C2的正极与电压输出端VDD5.0连接，电源管理芯片U1LM2596S的2引脚、第一电感L1的另一端和二极管D1的阴极相连；

3.3V电压转换电路包括第二十六电容C26、第二十七电容C27、电源管理芯片LM1117、二十八电容C28、二十九电容C29和发光二极管DS10，第二十六电容C26的一端与VDD5.0电压输出端、第二十七电容C27的正极和电源管理芯片LM1117的3引脚连接，第二十六电容C26的另一端和二十七电容C27的负极、电源管理芯片LM1117的1引脚、二十八电容C28的负极、二十九电容C29的一端和发光二极管DS10的阴极连接并接地，电源管理芯片LM1117的2引脚与二十八电容C28的正极、二十九电容C29的另一端、发光二极管DS10的阳极连接；

通信模块包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、2*2排针JP20、场效应管2SJ355、JTAG接口CON0、串口通信电平接口转换芯片MAX3232、串口COM0、COM1和USB接口U5，USB接口U5中的1引脚与第十四电阻R14的一端、第十一电阻R11的一端、第七电容C7的阳极、JP20的1引脚相连；第十四电阻R14的另一端和第七电容C7的阴极接地；第十一电阻R11的另一端与处理器LPC2368的P1.30引脚相连；USB接口U5中的2引脚与第十八电阻R18的一端、第十六电阻R16的一端、第三电容C3的阳极、JP20的4引脚相连，第十八电阻的另一端与第三电容的阴极连接并接地，第十六电阻R16的另一端与处理器LPC2368的P0.30引脚相连；USB接口U5中的3引脚与第十九电阻R19的一端、第四电容C4的正极、第十七电阻R17的一端、第十五电阻R15的一端、JP20的2引脚相连；第十九电阻的另一端与第四电容C4的阴极连接并接地，第十七电阻R17的另一端与处理器LPC2368的P0.29引脚相连；JP20的3引脚接地；第十五电阻R15的另一端与2SJ355的D极相连；2SJ355的S极、第十三电阻R13的一端和电压VDD3.3相连；第十三电阻R13的另一端与第十二电阻R12的一端、2SJ355的G极相连；第十二电阻R12的另一端与处理器LPC2368的P2.9引脚相连；USB接口U5中的4引脚与第二电感C2的一端相连；USB接口U5中的6引脚与第五电容的一端相连；第二电感的另一端与第五电容的另一端相连并接地；USB接口U5中的5引脚架空；

发光二极管DS9的阳极与VDD3.3相连；第九发光二极管DS9的阴极与第二十电阻R20的一端相连；第二十电阻R20的另一端与处理器LPC2368的P1.18引脚相连；

JTAG中的1引脚、2引脚、第二十一电阻R21的一端、第二十二电阻R22的一端、第二十三电阻R23的一端、第二十四电阻R24的一端、第二十五电阻R25的一端与VDD3.3相连；JTAG中的3引脚、第二十一电阻R21的另一端与处理器LPC2368的nTRST引脚相连；JTAG中的5引脚、第二十二电阻R22的另一端与处理器LPC2368的TDI引脚相连；JTAG中的7引脚、第二十三电阻R23的另一端与处理器LPC2368的TMS引脚相连；JTAG中的9引脚、第二十九电阻R26的一端与处理器LPC2368的TCK引脚相连；JTAG中的11引脚、第二十四电阻R24的另一端与处理器LPC2368的RTCK引脚相连；JTAG中的13引脚、第二十五电阻R25的另一端与处理器LPC2368的TDO引脚相连；JTAG中的15引脚与处理器LPC2368的nRST引脚相连；JTAG中的17引脚与第二十七电阻R27相连；JTAG中的19引脚与第二十八电阻R28的一端相连；第二十六电阻R26的另一端、第二十七电阻R27的另一端、第二十八电阻R28的另一端以及JTAG的4引脚、6引脚、8引脚、10引脚、12引脚、14引脚、16引脚、18引脚、20引脚连接并接地；

串口通信电平接口转换芯片U6 MAX3232的16引脚与VDD5.0相连；U6 MAX3232的1引脚与第十电容C10的一端相连；U6 MAX3232的3引脚与第十电容C10的另一端相连；U6 MAX3232的4引脚与第十一电容C11的一端相连；U6 MAX3232的5引脚与第十一电容C11的另一端相连；U6 MAX3232的11引脚与处理器LPC2368的P0.2引脚相连；U6 MAX3232的12引脚与处理器LPC2368的P0.3引脚相连；U6 MAX3232的10引脚与处理器LPC2368的P0.10引脚相连；U6 MAX3232的9引脚与处理器LPC2368的P0.11引脚相连；U6 MAX3232的2引脚与第八电容C8的一端相连并接地；U6 MAX3232的6引脚与第九电容C9的一端相连；U6 MAX3232的15引脚与第九电容C9的另一端、第八电容C8的另一端相连；U6 MAX3232的14引脚与串口COM0的2引脚相连；U6 MAX3232的13引脚与串口COM0的3引脚相连；U6 MAX3232的7引脚与串口COM1的2引脚相连；U6 MAX3232的8引脚与串口COM1的3引脚相连，串口COM0的5引脚接地，串口COM1接地；

   外部存储模块包括第一电阻R1、第三电阻R3、32Mb存储器SST25VF032 U3和第六电容C6，U3的0引脚与处理器LPC2368的P0.16引脚相连，U3的1引脚与处理器LPC2368的P0.17引脚相连，U3的6引脚与处理器LPC2368的P0.18引脚相连，U3的7引脚与处理器LPC2368的P0.19引脚相连，U3的2引脚、处理器LPC2368的P0.25引脚和第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端接VDD3.3；U3的3引脚接地，U3的4引脚、第三电阻R3的一端和第六电容C6的一端接VDD3.3，第六电容C6的另一端接地，U3的5引脚与第三电阻R3另一端连接；

    信号采集模块为光电传感器OTP101 U2，光电传感器U2的1引脚和3引脚接地，U2的4引脚和5引脚与处理器LPC2368的P1.31引脚相连，U2的2引脚与3.3V电源相连；

外部光源模块包括模拟开关cd4051U4、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、紫色发光二极管DS8、蓝色发光二极管DS7、青色发光二极管DS6、绿色发光二极管DS5、黄色发光二极管DS4、橙色发光二极管DS3、红色发光二极管DS2，模拟开关cd4051U4的1引脚与第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4的另一端与紫色发光二极管DS8阳极相连；模拟开关cd4051U4的2引脚与第五电阻R5的一端相连，第五电阻R5的另一端与蓝色发光二极管DS7阳极相连；模拟开关cd4051U4的4引脚与第六电阻R6的一端相连，第六电阻R6的另一端与青色发光二极管DS6阳极相连；模拟开关cd4051U4的5引脚与第七电阻R7的一端相连，第七电阻R7的另一端与绿色发光二极管DS5阳极相连；模拟开关cd4051U4的13引脚与第八电阻R8的一端相连，第八电阻R8的另一端与黄色发光二极管DS4阳极相连；模拟开关cd4051U4的14引脚与第九电阻R9的一端相连，第九电阻R9的另一端与橙色发光二极管DS3阳极相连；模拟开关cd4051U4的15引脚与第十电阻R10的一端相连，第十电阻R10的另一端与红色发光二极管DS2阳极相连；DS8的阴极、DS7的阴极、DS6的阴极、DS5的阴极、DS4的阴极、DS3的阴极、DS2的阴极相连并接地；模拟开关cd4051U4的7引脚和8引脚相连并接地；模拟开关cd4051U4的9引脚与处理器LPC2368的P0.4引脚相连，模拟开关cd4051U4的10引脚与处理器LPC2368的P0.1引脚相连，模拟开关cd405U4 1的11引脚与处理器LPC2368的P0.0引脚相连，模拟开关cd4051U4的6引脚与处理器LPC2368的P3.25引脚相连，模拟开关cd4051U4的3引脚与处理器LPC2368的P0.26引脚相连，模拟开关cd4051U4的6引脚接VDD5.0；

输入输出模块包括LCD接口、第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11、第十二开关S12、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37和第三十八电阻R38，第一开关S1的一端、第五开关S5的一端、第九开关S9的一端和第三十二电阻R32的一端与处理器LPC2368的P0.8引脚相连；第二开关S2的一端、第六开关S6的一端、第十开关S10的一端和第三十三电阻R33的一端与处理器LPC2368的P0.9引脚相连；第三开关S3的一端、第七开关S7的一端、第十一开关S11的一端和第三十四电阻R34的一端与处理器LPC2368的P0.15引脚相连；第四开关S4的一端、第八开关S8的一端、第十二开关S12的一端和第三十五电阻R35的一端与处理器LPC2368的P0.20引脚相连；第一开关S1的另一端、第二开关S2的另一端、第三开关S3的另一端、第四开关S4的的另一端和第三十八电阻R38的一端与处理器LPC2368的P0.7引脚相连；第五开关S5的另一端、第六开关S6的另一端、第七开关S7的另一端、第八开关S8的的另一端和第三十七电阻R37的一端与处理器LPC2368的P0.6引脚相连；第九开关S9的另一端、第十开关S10的另一端、第十一开关S11的另一端、第十二开关S12的另一端和第三十六电阻R36的一端与处理器LPC2368的P0.5引脚相连；第三十八电阻R38的另一端、第三十七电阻R37的另一端、第三十六电阻R36的另一端相连并接地；第三十二电阻R32的另一端、第三十三电阻R33的另一端、第三十四电阻R34的另一端、第三十五电阻R35的另一端和VDD3.3相连；

LCD接口的1引脚与VDD3.3相连；LCD接口的2引脚与处理器LPC2368的P2.0相连；LCD接口的3引脚与处理器LPC2368的P2.1相连；LCD接口的4引脚与处理器LPC2368的P2.2相连；LCD接口的5引脚与处理器LPC2368的P2.3相连；LCD接口的6引脚与处理器LPC2368的P0.22相连；LCD接口的7引脚与处理器LPC2368的P0.23相连；LCD接口的8引脚与处理器LPC2368的P0.24相连；LCD接口的9引脚与处理器LPC2368的P0.27相连；LCD接口的10引脚与处理器LPC2368的P0.28相连；LCD接口的11引脚与处理器LPC2368的P0.21相连；LCD接口的12引脚与处理器LPC2368的P1.0相连；LCD接口的13引脚与处理器LPC2368的P1.1相连；LCD接口的14引脚与处理器LPC2368的P1.4相连；LCD接口的15引脚与处理器LPC2368的P1.8相连；LCD接口的16引脚与处理器LPC2368的P1.9相连；LCD接口的17引脚接地；

控制模块为微处理器LPC2368，LPC2368的12引脚、10引脚、84引脚、42引脚、13引脚、96引脚、71引脚、54引脚、28引脚接VDD3.3；11引脚、83引脚、97引脚、72引脚、55引脚、41引脚、31引脚、15引脚接地。