一种新型光电定向系统的设计与实现

文章摘要：2.4 A/D转换和单片机部分 实现模拟信号的数字显示必须对模拟信号进行A/D转换，A/D转换时需要考虑转换的精度和速度，A/D转换器的转换位数决定了转换的精度，时钟频率决定了转换的速度，通过A/D转换后的信号再送入单片机[4]，然后通过RS－232连接线与计算机相连，在计算机上显示数字输出。 在光电定向实验仪中，单片机的任务是：4路信号的数据采集，与上位机的串口通信，驱动步进电机，通过单片机产生脉冲信号。 单片机的整体程序框图如图5所示。 4路采样信号经A/D转换后传送到单片机，经过处理，确定光斑质心的坐标，将质心的坐标及4个象限的信号值送上位机显示。 单片机负责传输转换后的信号，并接收上位

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2.4 A/D转换和单片机部分

实现模拟信号的数字显示必须对模拟信号进行A/D转换，A/D转换时需要考虑转换的精度和速度，A/D转换器的转换位数决定了转换的精度，时钟频率决定了转换的速度，通过A/D转换后的信号再送入单片机[4]，然后通过RS－232连接线与计算机相连，在计算机上显示数字输出。

在光电定向实验仪中，单片机的任务是：4路信号的数据采集，与上位机的串口通信，驱动步进电机，通过单片机产生脉冲信号。

单片机的整体程序框图如图5所示。

4路采样信号经A/D转换后传送到单片机，经过处理，确定光斑质心的坐标，将质心的坐标及4个象限的信号值送上位机显示。
单片机负责传输转换后的信号，并接收上位机下达的指令来控制步进电机。上位机下达控制指令，通过单片机传到步进电机，上步进电机执行相应的操作。
2.5 上位机显示

单片机与计算机进行串口通信，将通过A/D转换器和单片机处理的信号送入计算机显示。

上位机可以实现的功能有：

a）在软件界面上实时显示四象限光电探测器的每个象限接收的光信号的强弱（由电压表示）；

b）实时显示目标光源的运动轨迹；

c）实时显示目标光源的二维坐标；

d）实现目标的手动跟踪和自动跟踪。

每个象限的光强伏值可以直接从单片机采集的数据读取；目标光源的运动轨迹可以固定光斑的半径，而通过确定光心位置坐标的改变来观察光源的运动轨迹，而且直观地把目标光源的中心坐标显示出来，但要实现目标的手动跟踪和自动跟踪，则要通过手动平移台和电控平移台来实现，目标控制是希望通过在目标控制界面下直接输入目标坐标来直接定位探测器。在计算机中输入目标的坐标，单片机接收上位机的指令，从而驱动步进电机运动，把从计算机读入的数值和从步进电机读取的数值进行比较，当两者在一个很小的误差范围内时，步进电机停止运动，而光斑也到了需要达到的位置，从而实现了目标控制。

自动控制是指当偏移目标时，可以通过自动控制来实现目标的跟踪，当单片机检测到从计算机读入的坐标和从电控平移台读取的坐标不一致时，就会给步进电机一个驱动指令，从而控制步进电机运动，以实现目标的自动控制。

3 结束语

本文介绍的这种装置是目前应用最广泛的一种光电定向方式，在实际应用中具有精度高、价格低、便于自动控制和操作方便的特点，因此，在激光制导、光电准直，光电自动跟踪、光电制导和光电测距等技术领域得到了广泛的应用。

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