关于GD32F207ZE+盖革计数器的简易核辐射监测系统的介绍和应用

1方案介绍

生活中的建筑材料或多或少都有核辐射。如建筑上用的花岗岩就含有微量的铀，潜在的影响着人们的生活和寿命。所以需要对建筑材料中的核辐射予以测量从而判断是否危险。目前使用单片机方案对核辐射进行检测在很多情况下有应用，虽然原理简单，但是在生活中十分有用的。同样可以应用到其他很多的场合，对人们的日常生活是十分有帮助的。

本设计基于GD32F207ZE+盖革计数器，利用盖革计数器测量得到的当前核辐射量以及盖革计数器特性曲线，综合SPI协议与LCD彩屏驱动算法设计核辐射显示算法将当前核辐射量显示出来并提示当前核辐射是否安全。整个系统简洁易随身携带，可用于生活乃至其他很多场合的核辐射测量与预警。

2方案框图

 

3设计应用描述及心得总结

1．首先，从点亮LED灯开始，程序编写不算难，但是在下载程序时，Colibri_GD32F207这个板子没有将BOOT0和BOOT1接出来，于是只能使用稳压器旁边的那个USB口进行调试。还好能用，板子上还引出了6个ADC接口，比较实在，使用其中一个ADC接口将采集到的核辐射数据输入进MCU中进行处理即可。

2．然后，需要将当前核辐射量显示出来，所以需要LCD屏幕。购买一个使用SPI协议驱动的1.8寸彩色LCD。使用片上硬件SPI或者模拟SPI都可以使得这款LCD屏幕正常工作。那么这样可以节省很多的 IO，故建议接下来的开发板中将LCD接口IO全部引出或者将硬件SPI单独设立相应LCD接口引出从而方便开发者参与调试。

3．接着，本设计发挥了GD32F207的最大的速度，主频配置了120MHz。有效刷新当前的核辐射数值，有效保证了数据实时更新。

4．进而再设计采用M4011盖格管以及对应的盖革计数器硬件电路。硬件电路设计较为简单，能够测量当下的空间中20mR/h～120mR/h的γ射线及100～1800脱变数/分•厘米2的软β射线的辐射量。辐射当量显示并提示的设计算法基于M4011盖格管的特性曲线。再在实际调试中做了些许参数的修正。

5.在软件算法中，本设计中核辐射的参数换算基于1990年的我国所采用的国际标准，能够有效并实时更新当下的核辐射值并做出判断是否安全，搭配5V充电宝进行电源供电，可以随身携带，可自由测量各处的核辐射值。

6.总结一下，这款MCU功能十分强大，为充分展现其全部功能，可以使用GD32F207I-EVAL全功能评估板，引出boot0和boot1，以及丰富的外设模块，如以太网，LCD，GSM，蓝牙，NRF24L01等等，同时配备了丰富相应的库函数并提供了操作寄存器的相应代码。相信广大开发者也会十分喜欢的。

4作品实物图+视频

实物照片如下图，从左到右依次是LCD，小红板，盖革计数器 

下图这是在LCD上显示当前的辐射值 以及当前的辐射是否安全。 

可以看出，当前辐射量为0.12uSv/h，为安全值。