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基于C8051F410单片机的光纤传输组件设计

作者:时间:2013-08-22来源:网络收藏

摘要 通信带宽大、信噪比低、抗干扰能力强,在现代通信领域发挥着重要作用。文中选用作为微处理器,结合其他外围电路出一款,并介绍了包括模块的整体架构、硬件电路搭建、软件开发和实验数据记录等内容。该具有体积小、精度高、操作简单的特点,实用价值明显。
关键词 C8051

光纤通信在现代通信领域的地位日趋重要,因其具有带宽大、信噪比低、抗干扰的特点在工程建设中应用广泛。某新品研制中需要一款能够同时多路模拟电压信号、脉冲控制信号及故障指示信号的传输组件,若采用传统的电缆传输方式将不可避免地存在体积大、重量沉及传输性能受外界电磁辐射干扰大的问题。以上情况,文中采用以光纤通信的方式了一款实用的传输组件,满足新品设计要求。

1 整体架构
光纤传输组件是指以光纤作为传输信道的功能器件,通常包括发射端、接收端、光纤跳线3部分。主要原理即是在采集端实现电光转换,在接收端实现光电转换,通过光纤实现两端通信的连接。由于其特殊的传输材质和模式,使得光纤传输组件可满足在某些特殊工作环境下的要求。组件主要由前端采集模块、后端接收模块和传输光纤3部分组成,整个组件架构如图1所示。两端模块均以为工作核心。对于电压待检信号,在发射端通过OP491GRU运放器隔离输入单片机内部A/D,将模拟信号转为数字信号,数据压缩打包经电光转换电路发送至接收端。在接收端经光电转换读取信息,单片机接收解压后,D/A转换实现检测电压的读出;对于接收端控制信号,则选用触发缓冲器SN74LVC2G17两路输入功能,将控制状态的高低两种信号转为3.3 V电信号传至单片机处理。通过电光转换传输至发送端,采集端单片机处理该数据,并对数字电位器发送控制信号,提供相应的电阻值;考虑到故障信号、脉冲信号的及时传输特点,文中在激光器、探测器电路搭建中直接架构相应的驱动器,以实现信息的传输。

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/170438.htm

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整个组件可实现传输4路模拟电压信号、一路故障保护信号、两路脉冲信号和两路可调电阻信号。具体指标为:电压传输幅度:输入0.5~4.5 V,输出0.5~4.5 V;电压传输精度≤0.4%FS;故障保护信号传输延时≤200 ns;传输脉冲幅度15±0.5 V;传输脉冲宽度1~200μs;传输脉冲工作比为20%;可调电阻输出范围为0.2~4.5 kΩ。

2 硬件电路
2.1 运放隔离电路
输入电路用以实现电压信号与采样电路的电气连接。对模拟电压信号,首先用电阻分压,将各路电压分压到一致的电平上,再用运放进行缓冲,以实现阻抗匹配和增强驱动能力;运放用于缓冲输入信号并实现输入端与采样电路的隔离。同时具有较高的输入阻抗,对输入电路不会产生影响,且输出阻抗较低,故对采样电路也不会造成影响。本设计采用的运放是OP491GRU,其电压输入范围0~3 V,其4路规格正好满足指标要求,对每一路运放而言,输出电压为输入电压的1/2,输出电压范围(0.25~2.25 V),小于A/D基准电压2.5 V,输出电压信号可直接接入单片机相关I/O接口。

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