基于STC89C516 單片機的數字光功率計設計
4 單片機控制系統
STC 89C 51RC / RD+ 系列單片機是宏晶科技推出的新一代超強抗干擾/高速/低功耗單片機,指令代碼完全兼容于傳統 8051 單片機,它有 12 時鐘/機器周期和 6 時鐘/機器周期可供任意選擇, STC 89C 51RC / RD+ 的最新 D 版本芯片內部集成有 MAX810 專用復位電路和通用 I / O 口 (32 / 36 個 ) ,復位后的 P1 / P2 / P3 / P4 是準雙向口/弱上拉 ( 普通 8051 傳統 I / O 口 ) , P0 口是開漏輸出,其作為總線擴展用時,不用加上拉電阻,而作為 I / O 口用時,則需加上拉電阻。由于其內部集成 MAX810 專用復位電路 (D 版本才有 ) ,因此,外部晶體在 20 MHz 以下時,可省去外部復位電路。該單片機共有 3 個 16 位定時器/計數器,其中定時器 0 還可以當成 2 個 8 位定時器使用。其單片機電路如圖 3 所示。


功能鍵是人機交互式處理系統中不可缺少的一部分,此設計采用了電源開關控制鍵、波長選擇控制鍵、功率顯示控制鍵、功率分貝顯示鍵等四個鍵。
其中,電源開關鍵的功能是在開通時提供 +5V 直流電壓,同時給單片機一個復位操作;
波長選擇鍵 ( 按鍵 1) 的功能是進行 1310 nm 與 1550 nm 的波段選擇。默認為 1310 nm ,按一下該鍵,可進行兩波段切換;
功率顯示控制鍵 ( 按鍵 2) 的作用是進行顯示屏到功率顯示的切換;
功率分貝顯示鍵 ( 按鍵 3) 的作用是在顯示屏到分貝形式顯示功率之間進行切換。
5 調試設計
產品調試直接關系到產品的質量與性能。軟件調試需要用到 uVision 軟件, Keil C51 是美國 KeilSoftware 公司出品的 51 系列兼容單片機 C 語言軟件開發系統。與匯編相比, C 語言在功能、結構性、可讀性、可維護性等方面具有明顯的優勢,而且易學易用。此外, Keil C51 軟件還提供有豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具,且全 Windows 界面。 Keil C51 生成的目標代碼效率非常高,多數語句生成的匯編代碼都很緊湊,很容易理解。在開發大型軟件時更能體現高級語言的優勢。 uVision 在編譯過程中,能很好的檢測出程序的錯誤與警告,并能直觀提示是哪一行程序出了問題,故可方便地對程序進行檢測與驗證。 uVision 采用 BL51 作連接器,因為 BL51 兼容 L51 ,所以,一切能在 Dos 下工作的 project 都可以到 uVision 中進行連接調試。 uVision 采用 dScope for windows 作調試器,該調試器支持 MON51 及系統模擬兩種方式,而且功能較 for DOS 要強大好用,調試功能也很強大。
在系統硬件調試中,可利用 51 系列仿真器 F51-64K 進行硬件仿真, uVision 也對 51 系列仿真器進行了說明與介紹。同時, uVision 還可與 F51-64K 進行聯合仿真,它可以根據仿真步驟進行實際操作,并利用參考光功率計進行調試,以便此設計程序在語法沒有錯誤的基礎上能夠正確測量光纖功率。表 1 所列是 1550 nm 時的測量結果。該測量結果與實際結果基本相同,光電流和功率的關系與設計初期所測量的數據相符。


結束語
光通信技術的飛速發展以及光纜與光纖的大量應用,促使了智能化測試儀器在實驗室教學和工程應用中的飛速發展。本文從基礎的光電轉換技術人手,通過微處理器對信息數據進行處理,并根據需要進行判斷,經過反復調試運行,給出了這種數字光功率計的設計方法。該光功率計具有成本低、維護簡單、誤差小等諸多優點,可滿足高校實驗室的教學和光通信施工部門的施工檢測與維護需求,具有廣闊的市場應用前景和參考價值。
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