基于單片機的PSD數據采集電路的設計方案

　　3.3.1 信號控制

　　單片機的PC1 口(23)接7407 同相緩沖器，信號經(jīng)電流驅動(dòng)后調制激光器發(fā)光。

　　3.3.2 數據存儲和串行傳輸

　　(1)數據存儲

　　如圖4 所示，單片機的PB 口(1~8)與AD1674 的數據輸出端(20~27)相連，為A/D 轉換后的數字電壓輸入口，每次傳輸8位數據。由3.2節可知，電壓信號經(jīng)A/D轉換后為12位數字信號，需分為2次傳輸，而單片機也需要2個(gè)字節存儲1個(gè)數據。即采集PSD輸出的Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 等4個(gè)數據需要8個(gè)字節存儲。

　　(2)數據傳輸

　　由于采集的數據在單片機中是連續存儲的，因此數據通過(guò)RS 232 串行傳輸至計算機時(shí)，需對采集的數據進(jìn)行分組、加標識，以免數據組合時(shí)發(fā)生錯誤。

　　表2給出了對Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 4個(gè)12位二進(jìn)制數據編碼的規則。

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　　即采集的一組數據，每個(gè)字節中前2位為標識位，后6位為數據位，并且只對前4個(gè)字節的標識位進(jìn)行編碼。

　　Mega16單片機的串行通信端口RXD(14)和TXD(15)分別與MAX232串行通信芯片[8]的RXD(11)和TXD(12)端連接，通過(guò)串口實(shí)現與計算機的通信，并可在計算機中使用串口調試工具Comtools軟件讀取數據。最后經(jīng)數學(xué)處理，得到表示x,y 位置信息的數字電壓值。

　　3.4 實(shí)際電路

　　圖9為數據采集、信號傳輸及過(guò)程控制單片機電路的實(shí)物圖。

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　　4 結論

　　本文先通過(guò)介紹高精度光電位置傳感器PSD的工作原理，并根據實(shí)際選取的SiTek公司出品的SPC01型PSD的結構及輸出特性，然后提出了一種基于單片機技術(shù)的PSD輸出信號數據采集電路的設計方案。該設計方案中的電路在保證有效對數據進(jìn)行快速采集的基礎上，具備結構簡(jiǎn)單、成本低廉、體積較小等優(yōu)點(diǎn)，適合在實(shí)驗室條件下進(jìn)行實(shí)驗操作，為后續的PSD定位精度、輸出特性、抗干擾措施等研究奠定基礎。