光电系统课程设计.docx

《光电系统课程设计.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、光电系统课程设计报告书学生姓名：黄涌铭学号：8所在专业：电子科学与技术所在班级：1111指导老师：汤照日期：2014年12月15日单波长光纤光功率计的设计随着技术的不断进步激光技术在各行业中得到了广泛的应用，对光功率测量技术也提出了更高的要求。传统的光功率测量系统设计是在探测器输出信号后，经放大、A／D转换，直接数字显示，同时有调零电路、定标电路，对于光电型还有波长选择开关。随着电子技术的发展，这种设计方法显然已经过时，当前的设计使用单片机技术，或者使测量电路和微机接口、软件和硬件相结合，实现智能

2、测量，使采集和处理测量数据由单片机完成．而不需要人来操作，可以在特殊的环境中完成测量。基于光电转换器件的光强度的测量，设计光接收电路，并进行光电转换，再设计放大电路、滤波电路、AD转换电路及微处理器电路，对测量光的光强度进行标定，最终实现光强度的测量，系统要求精度为1mW。一、方案选择1）光电探头的选择：光电二极管：PD333-3C响应波长为400~1100nm，具有高响应速率、高光电灵敏度等特性。2）AD转换芯片的选择：ADC0809芯片ADC0809芯片是CMOS器件，不仅包括一个8位的逐次逼

3、近型的ADC部分，而且还提供一个8通道的模拟多路开关和通道寻址逻辑，因而有理由把它作为简单的“数据采集系统”。利用它可直接输入8个单端的模拟信号分时进行A/D转换，在多点巡回检测和过程控制、运动控制中应用十分广泛。ADC0809芯片内部结构框图二、实验器件光功率计探头(光电传感器)，AT89C51单片机，电阻，电容，晶振，1602液晶屏，导线若干。三、光功率测量原理1、原理框图2、各模块功能详解1）光功率计探头光功率计探头，是光信号转换为电信号的核心部件。探头带有光电传感器，用来接收被测光源的辐射

4、并将其转换为电流信号。探头采用双线正负两个端口输出。当被检测光源强度发生变化时，传感器输出的电流会随之改变。我们通过对电流量变化进行转换分析最终获得外部光源的光功率变化参数。2）I／U变换光功率探头输出小电流信号。电流信号与电压信号相比，长距离传输抗干扰性能较好。但是由于本次试验距离较短，同时为了与后面电压放大器相匹配，所以要转换为电压信号。本次设计使用连接I/U变换电路和放大电路。连接时，光功率探头的输出正端口接入转换电路输入端，负端口与I／U变换电路共地连接，如图一所示。图一、I/U变化电路3

5、）运算放大电路I/U变换以后输出的信号很微弱，大概是毫伏的量级，要对信号后期处理，首先要进行放大。图二、运算放大电路4)低通滤波电路本实验所得的信号为低频信号，故在进行A/D转换之前要滤除高频信号，我们用两个电容组成的无源低通滤波器作为被刺实验的滤波电路。5)AD转换电路图三、ADC0809的外部引脚图四、ADC0809的工作时序模拟输入通道的选择可以相对于转换开始操作独立地进行(当然，不能在转换过程中进行)，然而通常是把通道选择和启动转换结合起来完成(因为ADC0808/0809的时间特性允许这

6、样做)。这样可以用一条写指令既选择模拟通道又启动转换。在与微机接口时，输入通道的选择可有两种方法，一种是通过地址总线选择，一种是通过数据总线选择。如用EOC信号去产生中断请求，要特别注意EOC的变低相对于启动信号有2μs+8个时钟周期的延迟，要设法使它不致产生虚假的中断请求。为此，最好利用EOC上升沿产生中断请求，而不是靠高电平产生中断请求。ADC0809与单片机连接图如图5：图五、单片机连接原理图心得体会：做了一周的光电系统课程设计，我有了很多的体会和感想。　　课程设计的内容就是光纤光功率计的设

7、计。这个内容没有现成的程序和设计图，需要我们真正亲手去设计，最郁闷的莫过于画设计图。按照实验要求上的图画了出来，加载程序以后却不能正常运行，改了好多次都没有成功。同学们电脑上软件的版本差异也影响了交流。有些元件的型号不同，但在选用时图形确很相似，致使选错了元件，影响了结果。　　这周的实习真的有点郁闷，程序里面的好多内容不懂，自我感觉是单片机我们所学的内容还不足以编出这个程序，但只好硬着头皮去看去理解和参考网上的资料。但在学习过程中也充满了乐趣，当看懂了程序的一些语句，画出了要求的设计图，那种喜悦那

8、种成就感油然而生。　　这次实习让我受益匪浅，无论从知识上还是其他的各个方面。上课的时候的学习从来没有见过真正的单片机，只是从理论的角度去理解枯燥乏味。但在实习中见过甚至使用了单片机及其系统，能够理论联系实际的学习，开阔了眼界，提高了单片机知识的理解和水平。在这次课程设计中又让我体会到了合作与团结的力量，当遇到不会或是设计不出来的地方，我们就会在QQ群里讨论或者是同学之间相互帮助。团结就是力量，无论在现在的学习中还是在以后的工作中，团结都是至关重要的，有了团结会有更多的理念、更多的思