初探单片微机改造精密激光测距仪
初探单片微机改造精密激光测距仪
刘良刚
一、概述
随者微电子、微光电子和微计算机技术的发展,必将促进各种仪器仪表技术水平的提高.运用微电子技术对旧仪器设备进行改造,使其性能得以大大提高,这项工作具有很大的应用 价值和经济意义。一般便携式仪器采用单片机后,与一些通用微型机或单板机组成的系统相 比,更具有体积小,硬件与软件利用率高,成本低廉的优点。它不需要外接其它电路就可以工 作,在小系统中可以很方便地实现多功能实时控制,可提供小容量测量数据存贮单元,对千便携式仪器仪表的智能化,单片机更具有得天独厚的优越性和潜力。
二、系统硬件结构设计
原JCY-3型精密激光测距仪内部工作过程是采用硬布线组合逻辑数字电路来实现的,由于使用的集成电路数蜇和品种多,因而使电路结构庞大而复杂,可靠性差。现在我们试验设计了一种只有4片大规模集成电路的系统结构。 它由1片Intel公司8位的8748单片机、1片8155RAM和I/O扩展器、2片74LS244及一个8位LED显示器组成。
这个系统的总线系数据和地址共用。8748通道P1作数据采集,通道贮作本系统控制, 8155的A口、B口作8位数字显示控制,C口作各个测相频率及内一外光路转换信号的实时 控制。系统的性能特点是:(1)320字节静态RAM逸)1024字节EPROM;@49个并行1/0口; @l个8位和1个14位定时/记数器;@电源起动清零.全部组件安装在一块lOX6cm2印刷电路板上,8位LED显示器安装在仪器面板上,且用 扁平电缆线与主板连结。
三.系统软件设计
1.JCY-3型精密激光测距仪的控制信号和时序设计
JCY-3型精密激光测距仪设置了四个测量频率进行内外光路的交替观测以测量其相位,取测相频率凡观测得到的米、分米、百米、毫米位的值,取测相频率凡观测得到的十米位的 值,取测昼频率凡测量时得到的百米位的值,取测相频率几测量时得到的千米位的值,经大 数校正后,再恰当地衔接起来而得到10km以内的单值距离值。因此各个测相频率测批和转换 的时序就是测距仪的逻辑和单片机软件设计的关键间题。
相位差显的测拯采用数字测相方式,将机内参考信号和带有距离信息的测距信号(它们都转化为低积形式)分别变换成方波,送入鉴相器进行相位比较,输出 一方波,其占空比与两个 输入信号之间的相位差成正比,这个信号再用来开启15MHz标准脉冲的填充门,计数器对所 填充的脉冲计数,这些功能采用硬件逻辑来完成;然后单片机对计数器实时采样取数,这个数 多少即表示相位差6