基于C8051F410單片機的光纖傳輸組件設計
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3 軟件設計
3．1 信號采集
采用以單片機為核心的數字化信號處理和光纖數字化傳輸的設計方法，數據處理和數據傳輸均以數字化方式進行。數字化信號處理方式具有精度高、性能好、抗干擾能力強的特點。文中選用Silicon公司的C8051F410單片機，其內部帶有多路模擬開關，兩個12 bit分辨率的模數轉換器。ISL21009BFB825Z芯片提供外部2．5 V基準電壓，定時采樣四路輸入模擬電壓信號，并將其轉換為量化的數據字節(jié)存儲在不同的設定起始單元。該單片機對數據信號進行信號處理和打包傳輸，使多路信號合并為一路數據，且多路信號的傳輸只需通過一根光纖即可完成。
3．2 數據自檢
本設計采用通用的CRC校驗法，在內存地址中存放與組件發(fā)射端自檢有關的信息，將自檢的結果信息編碼后放入內存。把包含有信號轉換數據和自檢信息的內存地址作為一組整體數據，對該組數據從首字節(jié)開始進行循環(huán)冗余校驗編碼，直至末字節(jié)。編碼后的兩字節(jié)附加信息放入存放信號數據內存的地址后面，作為校驗數據。數據傳輸時含有校驗數據的數據幀按時序要求發(fā)送，接收端接收數據后根據設定的算法解析出CRC碼，并判斷傳輸數據是否有誤。一旦數據失真，則該數據作廢，并發(fā)出重新發(fā)送信號給發(fā)射端。
4 實驗數據
4．1 電壓傳輸信號
技術要求：電壓傳輸幅度為0．5～4．5 V，電壓傳輸精度≤0．4％FS。
分別向高壓端的4路電壓信號輸入端輸入0．500 V、1．500 V、2．500 V、3．500 V、4．500 V的電壓信號，用萬用表測低壓端對應的4路電壓信號輸出端的輸出電壓，數據如表1所示。本文引用地址：http://yuyingmama.com.cn/article/170438.htm
4．2 故障保護信號
技術要求：故障保護信號傳輸延時應≤200 ns，用信號發(fā)生器向高壓端脈沖信號輸入端輸入頻率為1 MHz，高電平為5 V，低電平為0 V的方波信號。用示波器測低壓端對應的信號輸出端輸出的方波信號上升沿與高壓端輸入方波信號上升沿的延時，即為故障保護信號傳輸延時。其實驗數據如表2所示。
4．3 脈沖控制信號
技術要求：傳輸脈沖寬度1～200μs，幅度15．0±0．5 V。用信號發(fā)生器分別向低壓端的2路脈沖信號輸入端分別輸入寬度為1μs、100 μs、200μs，脈沖幅度為15 V的信號，用示波器測高壓端對應的2路脈沖信號輸出端輸出信號的脈沖寬度和幅度；實驗數據如表3所示。
4．4 可調電阻測量
技術要求：可調電阻輸出范圍為0．2～4．5 kΩ。向接收端17腳、18腳、19腳、20腳加入控制信號，測量發(fā)射端17腳和18腳之間，19腳和20腳之間的電阻。實驗數據如表4所示。
4．5 數據分析
由以上數據可見，電壓傳輸信號測量輸入電壓與輸出電壓最大相差4 mV，精度為0．08％Fs，滿足0．4％FS的技術要求。故障保護信號傳輸延時為100 ns，小于技術要求的200 ns。脈沖控制及可調電阻測量如表3和表4所示，均實現了設計功能，符合指標要求。
5 結束語
以C8051F410單片機為核心設計了一款可傳輸多路模擬、數字、脈沖信號的光纖傳輸組件，該組件設計新穎、體積小、抗干擾能力強。目前已成功應用在某新型整機設備中。
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