3.3 單片機控制電路

　　單片機是整個電路系統的核心部件，其作用是控制實驗過程和數據的轉換、存儲與傳輸。本實驗采用ATMEL 公司的Atmega16單片機，其引腳及功能如圖8所示。

　　3.3.1 信號控制

　　單片機的PC1 口（23）接7407 同相緩沖器，信號經電流驅動后調制激光器發光。

　　3.3.2 數據存儲和串行傳輸

　　（1）數據存儲

　　如圖4 所示，單片機的PB 口（1~8）與AD1674 的數據輸出端（20~27）相連，為A/D 轉換后的數字電壓輸入口，每次傳輸8位數據。由3.2節可知，電壓信號經A/D轉換后為12位數字信號，需分為2次傳輸，而單片機也需要2個字節存儲1個數據。即采集PSD輸出的Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 等4個數據需要8個字節存儲。

　　（2）數據傳輸

　　由于采集的數據在單片機中是連續存儲的，因此數據通過RS 232 串行傳輸至計算機時，需對采集的數據進行分組、加標識，以免數據組合時發生錯誤。

　　表2給出了對Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 4個12位二進制數據編碼的規則。

　　即采集的一組數據，每個字節中前2位為標識位，后6位為數據位，并且只對前4個字節的標識位進行編碼。

　　Mega16單片機的串行通信端口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，通過串口實現與計算機的通信，并可在計算機中使用串口調試工具Comtools軟件讀取數據。最后經數學處理，得到表示x，y 位置信息的數字電壓值。

　　3.4 實際電路

　　圖9為數據采集、信號傳輸及過程控制單片機電路的實物圖。

　　4 結論

　　本文先通過介紹高精度光電位置傳感器PSD的工作原理，并根據實際選取的SiTek公司出品的SPC01型PSD的結構及輸出特性，然后提出了一種基于單片機技術的PSD輸出信號數據采集電路的設計方案。該設計方案中的電路在保證有效對數據進行快速采集的基礎上，具備結構簡單、成本低廉、體積較小等優點，適合在實驗室條件下進行實驗操作，為后續的PSD定位精度、輸出特性、抗干擾措施等研究奠定基礎。