【大赛参赛作品】国产MCU佳作——简易核辐射监测系统，助您延长设备寿命！-电路方案

简介：
本作品是一款基于国产MCU设计的简易核辐射监测系统，能够有效监控环境中的辐射水平，帮助用户及时采取措施以延长设备使用寿命。 生活中的建筑材料不可避免地含有微量核辐射物质如花岗岩中含有铀元素可能对人们的生活质量和寿命造成潜在影响。使用单片机方案检测核辐射在许多场合下非常实用，尽管原理简单但应用广泛。 本项目采用Colibri_GD32F207和盖革计数器相结合的方式进行设计：利用盖革计数器测量当前的核辐射量，并结合其特性曲线来显示数据。通过SPI协议与LCD彩屏驱动算法的设计，实现了对当前环境中的核辐射水平及其安全性提示的功能。 整个系统小巧便携可以用于日常生活中或其它场合下的核辐射监测和预警工作。项目包括方案结构框图、实物照片以及在LCD屏幕上展示的实时辐射值及安全状况等信息。例如：当显示为0.12uSv/h时，表明当前环境是安全的。 开发过程中首先从点亮LED灯开始熟悉这块板子的操作流程编写程序并不难但因Colibri_GD32F207未将BOOT0和BOOT1引脚接出只能通过旁边的USB接口进行调试。幸运的是该方法仍然可行并能正常工作。此外，板上还提供了六个ADC接口，可以使用其中一个来采集核辐射数据并将之输入MCU中处理。 为了显示当前的核辐射量需要配备一个LCD屏幕。由于GD32F207芯片本身带有支持LCD的接口但小红板未将所有所需IO引出因此选择了一个通过SPI协议驱动的1.8寸彩色LCD屏，使用硬件SPI或者模拟SPI都可以使该显示屏正常工作。 在项目设计中充分发挥了GD32F207的最大速度将其主频设置为120MHz以快速刷新当前核辐射数值。本系统采用M4011盖格管和对应的盖革计数器电路，能够测量空间中的γ射线及软β射线的范围分别为20mR/h～120mR/h与100～1800脱变数/分厘米²。 辐射量显示算法基于M4011盖格管特性曲线并在实际调试中进行了参数调整。软件设计遵循了国际标准（如我国于1990年采用的标准），确保能实时更新核辐射值并判断其安全性，使用5V充电宝供电便于携带和测量不同地点的辐射水平。 在开发过程中发现小红板背面引脚定义顺序有误，并且GDLINK_SWD与MCU_SWD背面上的文字注释也印反了。此外，由于未将所有引脚全部引出导致某些功能无法实现。因此建议未来设计中应全面考虑开发者需求，如增加以太网、LCD显示等外设模块并提供丰富的库函数和操作寄存器代码。 通过此竞赛项目开发体验到这款MCU的强大性能，希望GD32在后续产品设计时能够更完善地展现其功能。