手持叶绿素仪的电路设计系统硬件设计整体框。该系统由微控制器、光源驱动电路、信号采集调理滤波电路、输入输出设备等部分组成。信号采集前置放大和滤波电路如图3所示。本文选用了硅光电检测器，硅光电检测器的光谱范围是300—1100nIn，覆盖了两个光源650nm和940nm的发光光谱范围。硅光电检测器在零偏置模式下输出短路光电流与人射光强呈线性关系旧]。同时，设计了电流转电压的前置互阻放大电路，把电流输出转成电压输出。输出电压信号通过有源一阶低通滤波器接到12位A／D的输入端。因为光电流的短路光电流非常小，因此前置放大电路中的运算放大器要选择输入偏置电流非常小的运算放大器，本文选用了r11I公司的OPA4340，输入偏置电流在p*。微控制器通过A／D采集到光强信号，并通过内部模型公式计算出测量点sPAD值，通过液晶屏显示出来，并把测量数据存储到FLASH存储器中。光源驱动电路，如图4所示。开关为模拟控制开关，由微控制器的L／O口控制。每次测量时，微控制器按照固定时序分别点亮两个LED，同时控制每次测量的放大倍数。因为不同光源透过叶片后的光强度不同，同样的放大倍数将导致测量误差过大，所以通过模拟开关控制放大电路反馈电阻值，来调节放大倍数以提高测量精度。每次结束后，测量值自动存储在FLAsH存储器中，可以通过键盘控制，进行删除、查看、上下翻、上传数据等操作。本文设计的叶绿素计通过串口实现与上位机通讯。所有测量完成后，可通过上传功能把测量结果上传到上位机进行分析和处理。