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

因此，采集對(duì)象為Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 四個(gè)輸出量，通過對(duì)四輸出量的采集，便可運(yùn)用原理運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)PSD在二維坐標(biāo)下的位置數(shù)據(jù)。

3 數(shù)據(jù)采集及控制電路

基于單片機(jī)的PSD 數(shù)據(jù)采集及控制電路由Atmega16單片機(jī)、AD1674模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片、AD7501多路轉(zhuǎn)換開關(guān)、MAX232 串行通信芯片等組成，其電路框圖如圖4所示。

3.1 多路轉(zhuǎn)換開關(guān)

AD7501 是一個(gè)8 通道多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，其功能是通過三個(gè)二進(jìn)制的地址線來選擇一個(gè)有效的輸入[5].其具體連接關(guān)系如圖5所示。

圖5中，使能端EN(3)與+5 V相連，使其始終處于工作狀態(tài);信號(hào)輸入端S1~S4(13、11、10、9)分別與PSD輸出信號(hào)Diff X、Diff Y、Sum X、Sum Y 相連;輸入信號(hào)選擇端A0、A1(16、1)分別由Mgea16 單片機(jī)的I/O 口PC3(25)、PC4(26)控制、A2(4)與GND相連，依序選通4路輸入電壓信號(hào)，送至圖6所示的電壓跟隨器后進(jìn)入AD1674進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。

3.2 模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路

AD1674是美國AD公司推出的一款12位帶并行微機(jī)接口的逐次逼近型模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。基本特點(diǎn)和主要參數(shù)如下：

帶有內(nèi)部采樣保持的完全12位逐次逼近(SAR)型模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；采樣頻率為100 kHz;轉(zhuǎn)換時(shí)間為10 μs；數(shù)據(jù)可并行輸出，采用8/12 位可選微處理器總線接口;采用雙電源供電：模擬部分為±12 V或±15 V，數(shù)字部分為+5 V。

如圖7 所示，AD1674 的數(shù)據(jù)輸出端口DB4~DB11(20~27)與單片機(jī)的PB口(1~8)相連；AD1674工作狀態(tài)由邏輯端口(2~6)控制，其真值見表1。

由單片機(jī)控制CE 為高電平，CS、R/C、A0 為低電平，啟動(dòng)12 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端口STS(28)與單片機(jī)的PD2(16)相連，當(dāng)STS為高電平時(shí)，AD1674處于模/數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，而STS為低電平時(shí)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；由于只采用8個(gè)輸入端口讀數(shù)據(jù)，故轉(zhuǎn)換的12位數(shù)據(jù)需要分兩次讀出：即先將R/C、A0端口(5、4)電平置高，讀低4位數(shù)據(jù)至單片機(jī)，然后將A0端口電平置低，讀高8位數(shù)據(jù)至單片機(jī)。

3.3 單片機(jī)控制電路

單片機(jī)是整個(gè)電路系統(tǒng)的核心部件，其作用是控制實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)與傳輸。本實(shí)驗(yàn)采用ATMEL 公司的Atmega16單片機(jī)，其引腳及功能如圖8所示。

3.3.1 信號(hào)控制

單片機(jī)的PC1 口(23)接7407 同相緩沖器，信號(hào)經(jīng)電流驅(qū)