激光检测指示装置系统电路设计 - 电工仪表乐动体育注册开户

　　激光在工业中应用比较广泛，以往在测量和指示领域中往往通过肉眼来观察其作用效果。下面介绍一种装置，使其能检测激光（红光650nm），并通过相关的电子线路用指示灯报警、指示，从而代替人眼，提高测量和指示精度。

　　激光及其电路

　　本设计对激光器的要求是性价比要高，能够发射650nm 的红光。综合考虑到：半导体激光器技术成熟较早、发展较快，它的波长范围宽，制作简单、成本低，并且体积小、质量轻、寿命长，因此选用了半导体激光器。由于设计初期考虑此项目是应用到齿轮校正上，因此选用了毫瓦级的一字线式半导体激光器。

　　半导体激光器的运行与驱动电源有很大的关系，瞬态的电流或电压尖峰等许多因素都很容易损坏激光器。设计了一个电源检测电路，利用了maxim 公司的MAX810。MAX810是一种单一功能的微处理器复位芯片，用于监控微控制器和其他逻辑系统的电源电压，它可以在上电、掉电和节电情况下向微控制器提供复位信号。当电源电压低于预设的门槛电压时，器件会发出复位信号，直到在一段时间内电源电压又恢复到高于门槛电压为止，MAX810有高电平有效的复位输出。MAX810的阈植电压为2.63V，它是针对3V 电源设计的。当电源电压下降到低于复位阈值时就会产生复位信号，这个复位信号会一直保持到至少在140ms 中电源电压高于阈值电压，之后复位信号释放。这段延迟时间帮助在电源电压不稳定的情况下保证有效的复位信号。电路如下图所示。

　　检测电路

　　检测电路由两部分组成：子检测电路和主检测电路。子电路通过带状线与主电路连接在一起。最多可连接四个子电路。子检测电路主要是光电三极管电路。当光照在光电三极管基区时，产生电子空穴对，电子被加有反向偏压的收集区内部强电场扫入收集区，形成较大的收集极电流，同时在与它串联的电阻上形成压降的变化。电路如下图所示。

　　主检测电路是由555集成电路组成的信号检测电路和由SC2262组成的无线发射电路组成。信号检测电路如下图所示。

　　本部分电路所用电源为9V，因此当输入信号小于3V 时，输出高电平：当输入信号大于6V 时输出低电平。同时驱动三极管并把信号发送给无线发射电路。其中图中C1、Dl、R1组成复位电路，在接通电源的一瞬间，电容C1相当于短路，即第4脚为低电平，不管2脚和配对使用，最多有12位三态编码。电路具有省电模式，可用于无线电和红外线遥控发射等应用。设计中应用的发射模块能发送四位数据给接收端。

　　信号处理及指示电路

　　本电路包括电源、无线接收、信号处理、状态指示四部分组成。由于本部分电路应用5V 电源，因此应用到DC/DC 变换器，把3V 变为5V。MAX641是美国MAXIM 公司生产的升压型DC/DC 变换器，MAX641的功耗电流小于135μA，而同时其转换效率却高达80%。电路如下图所示。

　　该电路由开关功率管V1、存贮电感L 和续流二极管D7所组成。通过芯片内部的误差比较器同内部振荡器协同工作，使N-沟道功率MOSFET 开合，使电感存储释放能量，使输出电压固定为5V。同时电路有低电压指示电路。当电压低于设定值时D8发光。无线接收电路是由SC2272及其附属电路组成的，接收四位数据。然后把数据传送给信号处理电路。信号处理电路是由数字逻辑电路组成的。设四位数据分别为A、B、C、D．使逻辑电路完成一个功能，当一位数据有效时Y1高电平；当二位数据有效时Y2高电平；当三位数据有效时Y3高电平；当四位数据有效时Y4高电平。此功能可以检测光电三极管有效的位数，以此来确定被测物体状态。

　　以STM32F103作为微处理器，设计了一个低成本的无线WiFi音乐播放系统，结合接收WiFi数据的WM-G-MR-08（wm631）模块和VS1003B音频解码器实现了MP3音乐播放。基于Android系统开发的客户端软件采用手机控制，完成了手机端与控制端之间的数据传输，实现了手机远程对音乐播放器的控制。结果表明，该系统设备简单方便、成本较低、系统可靠、易于扩展。本设计基于已经发展成熟的WiFi无线网络，充分利用WiFi覆盖范围广、传输速度快、抗干扰能力强等优点。Android具有开源性、封装性、性价比高等优点，基于Android系统开发的客户端软件移植性强，通用性高。采用手机作为控制终端，便于操作。手机通过无线网络（WiFi）对音乐播放系统进行控制，可以实现方便、快捷、智能化的要求。

　　音频解码模块

　　VS1003B是一个单片MP3/WMA/MIDI 音频解码器和ADPCM 解码器。它包含一个高性能、自主产权的低功耗的DSP处理器核VS_DSP4，工作数据存储器为用户应用提供5KB的指令ROM 和0.5KB的数据RAM。其还具有串行的控制和数据接口、1个高品质可变采样率的ADC和立体声DAC、4 个常规用途的I/O 口、1 个UART，以及1个地线缓冲器和耳机放大器。

　　STM32F103将从SD卡里读取的MP3音频数据流传给音频解码模块，音频解码模块将该数据流解析并转换成模拟信号后再进行输出。VS1003B与STM32F103的数据通信是通过J2排针上的SPI总线方式进行的。音频解码模块电路的原理图如图2所示。

　　

　　图2 音频模块解码乐动体育注册开户

　　WiFi无线模块

　　WiFi（Wireless Fidelity，无线保真技术）的最大优点是传输速度较高，而且能自动调整带宽，可以有效地保障网络的稳定性和可靠性。该设计采用的WM-G-MR- 08模块不仅具有WiFi的功能，而且能提供小尺寸和高数据速率的无线连接，可应用于无线PDA、DSC、媒体适配器、微型打印机、条码扫描器、VOIP 电话等。数据存储装置是该WM-G-MR-08潜在的应用，在嵌入式上的应用主要集中在移动装置方面。在设计中，WM-G-MR-08模块通过开发板上的 J1排针的SPI引脚与主控芯片通信，ANT1SMACON为无线网卡，其原理图如图4所示。

　　

　　图4 WM-G-MR-08模块图

　　本设计是在ARM7平台上构建WiFi，成本优势明显。采用当前较新的控制方式—智能手机软件控制+无线网络，不仅能充分利用WiFi的传输速度快、覆盖范围广等优势，而且基于Android的平台建设成本低、使用方便。同时，这种方式采用的手机软件具有通用性，市场应用价值高，易于推广，能为用户提供优质、方便快捷的音乐播放服务。