OLED汽车光源产品开发商“亿光科技”完成数亿元C轮融资
06-17
摘要：本文介绍了一种基于线阵CCD的图像与位置传感系统。
本系统采用C1F单片机作为下位机，驱动CCD并与计算机（上位机）进行通信；计算机通过Labview编写的人机交互软件控制整个系统的运行；上位机与下位机之间通过RS接口进行通讯。
经测试，该系统在干涉、衍射等一维光学实验中取得了良好的效果；位置传感器的定位粘度达到μm，定位频率达到50Hz以上。
关键词：单片机；实验室视图；线阵CCD；位置传感器 0 系统概述 本系统原理如图1所示，计算机通过RS接口与C单片机通信，控制整个系统。
系统的运行情况； C单片机控制CCD采集光信号，同时将采集到的数据传输给计算机；利用Labview编写的人机交互软件可以全自动操作整个系统并对采集到的数据进行分析处理。
和一维模拟成像。
平行光通过单缝等光学元件时，会按照一定的光学规则分布。
线阵CCD可以将一维光信号转换为模拟电信号，然后通过一系列电信号处理，可以将光强的分布显示在计算机上。
同时，如果中间光学器件是单狭缝，则狭缝的中心点对应光强的最大值。
通过这个原理，可以标记设备的位置信息（图1）。
该系统测试了弹簧振动、摆锤等动态系统，取得了很好的效果。
1 硬件设计 本系统的硬件设计主要包括CCD驱动和信号采集。
光电信号转换器件采用TCD1D型CCD。
其驱动器需要发送SH、φ1、φ2、RS等四个驱动脉冲。
RS的频率（与A/D转换所需的频率相同）范围为0.02MHz至2MHz。
，典型值为1MHz。
CF的PCA模块可以发送高达11MHz的脉冲，ADC的工作频率达到ksps，可以充分驱动CCD。
本实验中RS和A/D转换的频率为40KHz。
具体方案如图2所示，利用PCA发送稳定的0.8MHz方波脉冲，然后通过D触发器进行2分频，得到5V、0.4MHz、0.2MHz方波脉冲。
(两个频率都有两个电平始终相反的脉冲)，其中0.4MHz脉冲用作RS驱动脉冲，两个0.2MHz脉冲分别用作φ1和φ2脉冲。
同时，定时器2（T2）用于检测RS，计数，确定SH的周期，并发送符合要求的SH脉冲。
对于DOS采集，本系统采用OP27构建的减法器等模拟电路进行放大、滤波等预处理。
2 软件设计 本系统的软件设计包括C单片机应用程序和人机交互界面Labview应用程序。
Cl单片机的程序流程图如图3所示，用硬件初始化PCA、ADC等功能后，直到接收到计算机发送的信息，开始读取CCD数据并存储在 XDATA 空间中。
之中。
在一个数据采集周期结束时，关闭A/D转换，判断计算机发送的信息是否需要发送整个波形或进行位置判断。
如果是前者，则所有数据都会发送到串口缓冲区；如果是后者，则判断转换后的数据的最大值，然后将最大值的位置信息发送到串口。
完成一系列过程后，重新开始收集，如此循环下去。
Labview采用图形化G语言进行编程，完成人机交互界面软件的功能。
软件可以实现整个波形和位置信息的实时采集，保存和读取历史数据，控制整个系统的启动、停止和复位。
3 测试结果 系统完成后，我们进行了单缝衍射和阻尼振动测试实验。
实验结果如图5和图6所示。
图5是单缝衍射的测试图。
该图清晰地反映了单缝衍射规律，完整地显示了各级衍射条纹的间距和相对光强。
值，波形图下方的图案是对实际条纹情况的模拟，使得结果更加简洁直观；图6是阻尼振动的测试图，也清晰地展示了阻尼振动的物理规律。
经测试，系统定位精度达到μm，定位频率达到50Hz以上。
本系统采用Cf型微控制器，创新了一种新的CCD驱动方法。
同时，结合Labview虚拟仪器，可以很好地测量一维光强度的变化，并可以单独提取和分析数据。
（如本文中的位置传感等），适用于实验教学、科研和生产等多个领域。
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