快速采集為基礎(chǔ)可實(shí)際操作的單片機(jī)PSD數(shù)據(jù)采集

3.3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和串行傳輸

(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

如圖4 所示，單片機(jī)的PB 口(1~8)與AD1674 的數(shù)據(jù)輸出端(20~27)相連，為A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓輸入口，每次傳輸8位數(shù)據(jù)。由3.2節(jié)可知，電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后為12位數(shù)字信號(hào)，需分為2次傳輸，而單片機(jī)也需要2個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)1個(gè)數(shù)據(jù)。即采集PSD輸出的Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 等4個(gè)數(shù)據(jù)需要8個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)。

(2)數(shù)據(jù)傳輸

由于采集的數(shù)據(jù)在單片機(jī)中是連續(xù)存儲(chǔ)的，因此數(shù)據(jù)通過(guò)RS 232 串行傳輸至計(jì)算機(jī)時(shí)，需對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組、加標(biāo)識(shí)，以免數(shù)據(jù)組合時(shí)發(fā)生錯(cuò)誤。

表2給出了對(duì)Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 4個(gè)12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼的規(guī)則。

即采集的一組數(shù)據(jù)，每個(gè)字節(jié)中前2位為標(biāo)識(shí)位，后6位為數(shù)據(jù)位，并且只對(duì)前4個(gè)字節(jié)的標(biāo)識(shí)位進(jìn)行編碼。

Mega16單片機(jī)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(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，并可在計(jì)算機(jī)中使用串口調(diào)試工具Comtools軟件讀取數(shù)據(jù)。最后經(jīng)數(shù)學(xué)處理，得到表示x,y 位置信息的數(shù)字電壓值。

3.4 實(shí)際電路

圖9為數(shù)據(jù)采集、信號(hào)傳輸及過(guò)程控制單片機(jī)電路的實(shí)物圖。

4 結(jié)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(jù)實(shí)際選取的SiTek公司出品的SPC01型PSD的結(jié)構(gòu)及輸出特性，然后提出了一種基于單片機(jī)技術(shù)的PSD輸出信號(hào)數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案中的電路在保證有效對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集的基礎(chǔ)上，具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、體積較小等優(yōu)點(diǎn)，適合在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，為后續(xù)的PSD定位精度、輸出特性、抗干擾措施等研究奠定基礎(chǔ)。