基于單片機技術的光電檢測研究
發布時間:2008/6/3 0:00:00 訪問次數:1483
    
    
    目前光電檢測技術已經越來越廣泛地應用于高科技武器、精密制造等行業中。本文主要介紹一種基于單片機技術的激光檢測方法。利用單片機進行激光脈沖信號的調制、控制發射,再結合單片機與光電檢測的相關技術設計了檢測電路,從而實現利用激光傳載信號,進行多路控制。
    
    now electro optic technology has been more and more broadly applied in high tech weapon and precise manufacturing,etc.this paper will primarily introduces a method of examination by laser based on the monolithic computer.namely we takeadvantage of the monolithic computer to regulate and control the signalof laser pulse,and combining the electro-optic technologywith the technology of monolithic computer,we can design an examination circuit and then use laser convey signal and proceedmulti-way controll.
    
    1 引言
    
    在20世紀50年代后期,隨著材料技術、半導體技術、激光技術、微電子技術以及光學技術的迅速發展,從而大大地推動了光電技術的發展,使得這一技術得到人們的廣泛關注。尤其是在軍事中得到了較好的應用,如激光雷達、反激光制導武器系統等都利用到了這一技術。同時在一些特殊的工業行業中,如光纖通信、精密測量、精密制造、零件檢查等,其生產技術中對光電技術都有了不同程度地應用。并且這些行業由于用了這一高新技術而使得其效率得到大幅提高。但是,目前的光電技術還屬于前沿技術,現存的一些光電產品大多原理比較復雜,而且對生產加工技術要求較為嚴格,因而造價一直比較高,不能被普通用戶接受。因此,本文利用單片機結合光電技術而開發設計了這一光電控制設備。該設備類似于紅外遙控設備,與之不同的是,他傳送信號的載體是激光,其傳送的信號可以特殊調制。特別是其原理簡單,造價低廉也使他能夠被普通用戶所接受。
    
    2 基本原理
    
    本系統的基本原理主要是單片機技術和光電檢測技 術的結合,其檢測原理框圖如圖1所示。
    
    該系統利用單片機對電源進行控制。單片機根據用戶鍵入的信息自動生成一串有序電源脈沖,用這一電源脈沖來控制半導體激光器。這樣由半導體激光器發射的激光便是一串激光脈沖波,這一串激光脈沖便是載有用戶信息的信號波。當光電檢測器檢測到此激光信號波時,將其轉化成為一串連續的電脈沖波。但此時所得到的信號是非常微弱、不夠規則的,同時由于雜散光以及外部干擾的存在,此處的電信號還混雜著一些無用的干擾信號,因此這些信號還不可以直接應用。必須通過前置放大電路將他進行放大和除噪處理,處理過的信號便可直接驅動單片機工作,進行譯碼及判別處理。通過比較判別,單片機決定執行哪一種處理,然后生成控制信號來啟動控制設備。
    
    
    
    3 關鍵技術
    
    3.1 編碼技術/激光調制技術
    
    激光調制一般是調制激光的頻率或振幅,本方法所采用的技術是將編碼技術與激光調制技術結合起來進行綜合編譯。此處選取at89c51作為控制模塊,他使用廣泛,具有穩定性好、性價比高等一些突出的優點,因而,他成為此系統的首選型號的單片機。其具體的編碼及調制過程如下:首先在單片機內設定,當檢測到一組二進制碼時,若是“1”,便通電40μs,若是“0”時,便斷電40μs,然后規定當檢測完此組二進制數碼時,進行循環執行。這樣,這一電脈沖便形成一周期脈沖。當用戶鍵入的數字為1998時,那么其二進制編碼便是11111001110。那么單片機便控制發出如圖2所示的脈沖信號時序控制信號。考慮到接收端也是用單片機,因此還有一個通信協議。這里采用這種 方法,一般情況都是低電平,當要發射時先發射4組10μs的信號。此信號發射完才開始發射控制信號。
    
    
    
    3.2 光電檢測器件的選取
    
    目前,光電檢測技術
    
    
    目前光電檢測技術已經越來越廣泛地應用于高科技武器、精密制造等行業中。本文主要介紹一種基于單片機技術的激光檢測方法。利用單片機進行激光脈沖信號的調制、控制發射,再結合單片機與光電檢測的相關技術設計了檢測電路,從而實現利用激光傳載信號,進行多路控制。
    
    now electro optic technology has been more and more broadly applied in high tech weapon and precise manufacturing,etc.this paper will primarily introduces a method of examination by laser based on the monolithic computer.namely we takeadvantage of the monolithic computer to regulate and control the signalof laser pulse,and combining the electro-optic technologywith the technology of monolithic computer,we can design an examination circuit and then use laser convey signal and proceedmulti-way controll.
    
    1 引言
    
    在20世紀50年代后期,隨著材料技術、半導體技術、激光技術、微電子技術以及光學技術的迅速發展,從而大大地推動了光電技術的發展,使得這一技術得到人們的廣泛關注。尤其是在軍事中得到了較好的應用,如激光雷達、反激光制導武器系統等都利用到了這一技術。同時在一些特殊的工業行業中,如光纖通信、精密測量、精密制造、零件檢查等,其生產技術中對光電技術都有了不同程度地應用。并且這些行業由于用了這一高新技術而使得其效率得到大幅提高。但是,目前的光電技術還屬于前沿技術,現存的一些光電產品大多原理比較復雜,而且對生產加工技術要求較為嚴格,因而造價一直比較高,不能被普通用戶接受。因此,本文利用單片機結合光電技術而開發設計了這一光電控制設備。該設備類似于紅外遙控設備,與之不同的是,他傳送信號的載體是激光,其傳送的信號可以特殊調制。特別是其原理簡單,造價低廉也使他能夠被普通用戶所接受。
    
    2 基本原理
    
    本系統的基本原理主要是單片機技術和光電檢測技 術的結合,其檢測原理框圖如圖1所示。
    
    該系統利用單片機對電源進行控制。單片機根據用戶鍵入的信息自動生成一串有序電源脈沖,用這一電源脈沖來控制半導體激光器。這樣由半導體激光器發射的激光便是一串激光脈沖波,這一串激光脈沖便是載有用戶信息的信號波。當光電檢測器檢測到此激光信號波時,將其轉化成為一串連續的電脈沖波。但此時所得到的信號是非常微弱、不夠規則的,同時由于雜散光以及外部干擾的存在,此處的電信號還混雜著一些無用的干擾信號,因此這些信號還不可以直接應用。必須通過前置放大電路將他進行放大和除噪處理,處理過的信號便可直接驅動單片機工作,進行譯碼及判別處理。通過比較判別,單片機決定執行哪一種處理,然后生成控制信號來啟動控制設備。
    
    
    
    3 關鍵技術
    
    3.1 編碼技術/激光調制技術
    
    激光調制一般是調制激光的頻率或振幅,本方法所采用的技術是將編碼技術與激光調制技術結合起來進行綜合編譯。此處選取at89c51作為控制模塊,他使用廣泛,具有穩定性好、性價比高等一些突出的優點,因而,他成為此系統的首選型號的單片機。其具體的編碼及調制過程如下:首先在單片機內設定,當檢測到一組二進制碼時,若是“1”,便通電40μs,若是“0”時,便斷電40μs,然后規定當檢測完此組二進制數碼時,進行循環執行。這樣,這一電脈沖便形成一周期脈沖。當用戶鍵入的數字為1998時,那么其二進制編碼便是11111001110。那么單片機便控制發出如圖2所示的脈沖信號時序控制信號。考慮到接收端也是用單片機,因此還有一個通信協議。這里采用這種 方法,一般情況都是低電平,當要發射時先發射4組10μs的信號。此信號發射完才開始發射控制信號。
    
    
    
    3.2 光電檢測器件的選取
    
    目前,光電檢測技術