由單片機(jī)控制CE 為高電平，CS、R/C、A0 為低電平，啟動12 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端口STS（28）與單片機(jī)的PD2（16）相連，當(dāng)STS為高電平時(shí)，AD1674處于模/數(shù)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，而STS為低電平時(shí)，模/數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束，可以讀取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；由于只采用8個(gè)輸入端口讀數(shù)據(jù)，故轉(zhuǎn)換的12位數(shù)據(jù)需要分兩次讀出：即先將R/C、A0端口（5、4）電平置高，讀低4位數(shù)據(jù)至單片機(jī)，然后將A0端口電平置低，讀高8位數(shù)據(jù)至單片機(jī)。

　　3.3 單片機(jī)控制電路

　　單片機(jī)是整個(gè)電路系統(tǒng)的核心部件，其作用是控制實(shí)驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、存儲與傳輸。本實(shí)驗(yàn)采用ATMEL 公司的Atmega16單片機(jī)，其引腳及功能如圖8所示。

　　3.3.1 信號控制

　　單片機(jī)的PC1 口（23）接7407 同相緩沖器，信號經(jīng)電流驅(qū)動后調(diào)制激光器發(fā)光。

　　3.3.2 數(shù)據(jù)存儲和串行傳輸

　?。?）數(shù)據(jù)存儲

　　如圖4 所示，單片機(jī)的PB 口（1~8）與AD1674 的數(shù)據(jù)輸出端（20~27）相連，為A/D 轉(zhuǎn)換后的數(shù)字電壓輸入口，每次傳輸8位數(shù)據(jù)。由3.2節(jié)可知，電壓信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后為12位數(shù)字信號，需分為2次傳輸，而單片機(jī)也需要2個(gè)字節(jié)存儲1個(gè)數(shù)據(jù)。即采集PSD輸出的Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 等4個(gè)數(shù)據(jù)需要8個(gè)字節(jié)存儲。

　?。?）數(shù)據(jù)傳輸

　　由于采集的數(shù)據(jù)在單片機(jī)中是連續(xù)存儲的，因此數(shù)據(jù)通過RS 232 串行傳輸至計(jì)算機(jī)時(shí)，需對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組、加標(biāo)識，以免數(shù)據(jù)組合時(shí)發(fā)生錯誤。

　　表2給出了對Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 4個(gè)12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼的規(guī)則。

　　即采集的一組數(shù)據(jù)，每個(gè)字節(jié)中前2位為標(biāo)識位，后6位為數(shù)據(jù)位，并且只對前4個(gè)字節(jié)的標(biāo)識位進(jìn)行編碼。

　　Mega16單片機(jī)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(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，并可在計(jì)算機(jī)中使用串口調(diào)試工具Comtools軟件讀取數(shù)據(jù)。最后經(jīng)數(shù)學(xué)處理，得到表示x,y 位置信息的數(shù)字電壓值。

　　3.4 實(shí)際電路

　　圖9為數(shù)據(jù)采集、信號傳輸及過程控制單片機(jī)電路的實(shí)物圖。

　　4 結(jié)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(jù)實(shí)際選取的SiTek公司出品的SPC01型PSD的結(jié)構(gòu)及輸出特性，然后提出了一種基于單片機(jī)技術(shù)的PSD輸出信號數(shù)據(jù)采集電路的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)方案中的電路在保證有效對數(shù)據(jù)進(jìn)行快速采集的基礎(chǔ)上，具備結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、體積較小等優(yōu)點(diǎn)，適合在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，為后續(xù)的PSD定位精度、輸出特性、抗干擾措施等研究奠定基礎(chǔ)。