便携式氟离子浓度计的研制

氟广泛存在于自舞界中，组对入体有重要的生物学作用和毒理学效应。以前氟离子分析大多只能在实脸室进行，难以满足环保部门、卫生防疚部口、防化兵野外现场侧试的需求，为此我们研淞了低功耗狱离子浓度计。该仪攀采用低功耗的盯C51单片机为棣心，具有浓度直读，自动诊断等功能。首次应用的复合组离子选择性电极，便仪舞重量更轻，操作更简单。

一、工作原理

复合氟离子电极在溶液中对氟离子产生的电势晌应符合电化学理论中的能斯特方程。

    根据此方程，利用不同的标准溶液进行标定，可以求出电极的实际斜率等参数，由此，对被测溶液进行测量可得出其浓度:

二、低功耗单片机系统的设计

单片机系统的功耗是由多方面的因素来决定的，它主要取决子系统的技术指标，芯片和器件的选择，以及系统的工作方式。本仪器的设计思想是:舞件选择大规模、高澡诚度、高速低功耗。工作方式采用节电运行的待机运行模式。根据本仪器的要求和特点，器件作如下选择:

单片机:单片机是该仪器的核心，它的选取，运行方式直接影响整机的功耗。我们选用以HCMOS工艺制造而成的解此1单片机，内部含有杏残的EPROM。从而大大降低了仪器时功耗。

显示器:仪器的测量结果、提示信息等重要信息都需通过窗口输出实现。通常的显示器如:LED型、LCD笔划型等显示器都存在功耗大、输出信息量少等缺点。我们采用16106C型点阵液品显示器。它有16位字符显示，SV供电时，功耗仅为2mA。

A/D转换器:模数转换是决定仪器精度的关键部件。根据本仪器的特点和要求，选用MC14433，SV供电时，功耗为ZrnA。

其它:对于其它器件，大多采用HCMOS电路，其最大优点是微功耗，静态功耗几乎为零。

供电系统:选用低电压供电。由于HCM05电路系列芯片对电源供电范围比较宽，通常是+5V±2%。也就是说在+4一+6V范围内这些芯片均能正常工作。随着供电电压的降低，系统的功耗也随之降低。为此我们选用四节串连的5号可充电镍福电池。当充满电时，其容量为500oAh，端电压为4.8V，容量特性和负载特性都较好，如图1显示。在电池容量范旧内，随着使用时间的增加，电池端电压跌落很小。但当电池容量将尽时，其端电压下降很快。也就是说在电池正常使用过程中，镍镐电池端电压稳定性较好，这对仪器设计非常有利。

仪器开机后，显示仪器状态是否正常，同时检测电池供电情况。然后将特殊功能寄存器中的功耗控制寄存器PCON的DO位置位后，进入待机运行，CPU处于睡眠冻结状态，显示不变。当按下某一键后，向87C51提出中断请求，清DL位，仪器进入工作状态，完成相应的功能。