一種嵌入式測(cè)控裝置包括ARM核心單元，液晶顯示/觸控模塊，儀器接口模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，電源管理模塊。ARM核心單元是所述嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置的計(jì)算和控制核心，用于對(duì)液晶顯示/觸控模塊、儀器接口模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、以及電源管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、處理和控制；液晶顯示/觸控模塊用作可視化界面顯示，同時(shí)向用戶提供指令輸入功能；儀器接口模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)ARM核心單元與待測(cè)控的儀器設(shè)備之間的通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)控儀器返回?cái)?shù)據(jù)以及用戶自定義命令的存儲(chǔ)。電源管理模塊，將220V交流市電轉(zhuǎn)化為直流，為ARM核心單元供電。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)控裝置，特別是，涉及一種基于嵌入式的光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)代光學(xué)實(shí)驗(yàn)、光信息處理實(shí)驗(yàn)等相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，需要對(duì)快門、諸如平移臺(tái)等運(yùn)動(dòng)部件、以及諸如功率計(jì)等光信號(hào)檢測(cè)儀器進(jìn)行控制，以完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)和光信號(hào)檢測(cè)。可以采用計(jì)算機(jī)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件和檢測(cè)儀器進(jìn)行控制和數(shù)據(jù)采集，通常需要包括微型計(jì)算機(jī)一臺(tái)，用于搭載儀器控制軟件和提供儀器控制接口 ；儀器控制軟件(使用高級(jí)語(yǔ)言編寫)；接口轉(zhuǎn)接裝置及連接線。采用計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)儀器控制系統(tǒng)，軟硬件系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)成本、維 護(hù)成本、開發(fā)成本高，控制系統(tǒng)可移動(dòng)性差，不利于現(xiàn)場(chǎng)工作的實(shí)驗(yàn)控制。而且，微型計(jì)算機(jī)顯示器產(chǎn)生的雜散光以及散熱風(fēng)扇震動(dòng)給實(shí)驗(yàn)過(guò)程帶來(lái)了額外噪聲。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的在于提供一種基于嵌入式的光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置，使用ARM嵌入式系統(tǒng)作為控制核心，通過(guò)與實(shí)驗(yàn)儀器相匹配的標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)測(cè)控裝置對(duì)光學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的測(cè)控功能，具有與用戶進(jìn)行交互的可視化界面，并采用印刷線路板技術(shù)將系統(tǒng)各部分集成在一起。本專利技術(shù)的裝置具有構(gòu)成簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)噪聲、便攜的特點(diǎn)。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種嵌入式測(cè)控裝置，包括ARM核心單元，配置作為所述測(cè)控裝置的計(jì)算和控制核心，用于對(duì)液晶顯示/觸控模塊、儀器接口模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、以及電源管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、處理和控制；液晶顯示/觸控模塊，與所述ARM核心單元連接，用作可視化界面顯示，同時(shí)向用戶提供指令輸入與選擇功能；儀器接口模塊，分別連接所述ARM核心單元、以及待測(cè)控的設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)ARM核心單元與待測(cè)控的設(shè)備之間的通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與所述ARM核心單元連接，用于存儲(chǔ)待測(cè)控設(shè)備返回的數(shù)據(jù)以及用戶自定義的命令；電源管理模塊，將220V交流市電轉(zhuǎn)化為直流，為ARM核心單元供電。所述ARM核心單元的I/O管腳分別與液晶顯示/觸控模塊、儀器接口模塊、以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)直連或總線方式連接；ARM核心單元的電源管腳與電源管理模塊直接相連;ARM核心單元的供電管腳與液晶顯示/觸控模塊、儀器接口模塊、以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊直接相連。所述的ARM核心單元使用ARM系列芯片作為核心計(jì)算控制部件。所述的液晶顯示/觸控模塊包括觸摸液晶屏和觸摸控制芯片；觸摸液晶屏與ARM核心單元直接相連，觸摸控制芯片通過(guò)總線方式與觸摸液晶屏和ARM核心單元相連。所述的儀器接口模塊包括MAX3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片，ULN2804驅(qū)動(dòng)芯片，DB9插座，兩芯航空插頭；MAX3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片與ULN2804驅(qū)動(dòng)芯片直接與ARM核心單元相連，DB9插座與MAX3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片相連，兩芯航空插頭與ULN2804驅(qū)動(dòng)芯片直接相連。所述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括存儲(chǔ)卡插座，存儲(chǔ)卡插座與ARM核心單元直接相連。電源管理模塊包括220V-15V電源適配器、7805電源轉(zhuǎn)換芯片，AMSl117電源轉(zhuǎn)換芯片；其連接關(guān)系為7805電源轉(zhuǎn)換芯片分別與220V-15V電源適配器、AMSl117電源轉(zhuǎn)換芯片相連接，AMSl117電源轉(zhuǎn)換芯片與ARM核心單元相連。所述的待測(cè)控的設(shè)備包括快門、功率計(jì)、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制器。所述的液晶顯示/觸控模塊中的觸摸液晶屏為電阻式液晶觸摸顯示屏幕。所述的嵌入式測(cè)控裝置用于實(shí)現(xiàn)嵌入式測(cè)控的方法，所述方法包括步驟觸摸顯示屏幕向用戶顯示可視化界面，向用戶進(jìn)行操作提示以及數(shù)據(jù)顯示，同時(shí)接收用戶的操作以及指令輸入；ARM核心處理用戶輸入的控制指令；儀器接口模塊與儀器設(shè)備進(jìn)行通信，按照預(yù)定格式向儀器設(shè)備發(fā)送控制指令，并將儀器設(shè)備返回的數(shù)據(jù)信息以及實(shí)驗(yàn)人員自定義的控制指令均存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中，供日后備查或重復(fù)使用；電源管理模塊進(jìn)行供電，經(jīng)過(guò)電源轉(zhuǎn)換操作為系統(tǒng)各部分進(jìn)行電源供給。本專利技術(shù)的一種基于嵌入式的光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置使用觸摸顯示屏幕向用戶顯示可視化界面，向用戶進(jìn)行操作提示以及數(shù)據(jù)顯示，并接收用戶的操作以及指令輸入；使用ARM控制核心處理用戶輸入的控制指令；使用標(biāo)準(zhǔn)接口(串口)與儀器設(shè)備進(jìn)行通信，按照預(yù)定格式向待測(cè)控的儀器設(shè)備發(fā)送控制指令，并將待測(cè)控的儀器設(shè)備返回的數(shù)據(jù)信息以及實(shí)驗(yàn)人員自定義的控制指令存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)設(shè)備中，供日后備查或重復(fù)使用；使用標(biāo)準(zhǔn)電源適配器供電，通過(guò)電源轉(zhuǎn)換操作為裝置的各部件供電。本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置的優(yōu)點(diǎn)是，簡(jiǎn)化了光學(xué)儀器控制裝置的構(gòu)成，降低了成本，降低了控制裝置對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，便攜性好，可用于光學(xué)演示實(shí)驗(yàn)儀器或科學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器開發(fā)中。附圖說(shuō)明圖I為本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置實(shí)施例連接示意圖。圖中1、ARM核心單元，2、液晶顯示/觸控模塊，3、儀器接口模塊，4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，5、電源管理模塊，6、以STM32F103ZET6為CPU的ARM核心單元，7、3. 2寸65536色TFT觸摸液晶屏幕，8、XPT2046觸摸控制芯片，9、MAX3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片，10、MAX3232串口電平轉(zhuǎn)換芯片，1UULN2804驅(qū)動(dòng)芯片，12、DB9插座，13、DB9插座，14、2芯航空插頭，15、SD卡插座，16、220V轉(zhuǎn)15V變壓器，17、7805電源轉(zhuǎn)換芯片，18、AMS1117電源轉(zhuǎn)換芯片。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置典型實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包括ARM核心單元1，液晶顯示/觸控模塊2，儀器接口模塊3，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4，電源管理模塊5。本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置，通過(guò)電源管理模塊5獲取供電，電源管理模塊5將市電220V交流電轉(zhuǎn)換為15V直流電，用作驅(qū)動(dòng)快門；再將15V直流電轉(zhuǎn)換為3. 3V直流電，為所述裝置的其余各部分供電。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4為所述裝置提供大容量存儲(chǔ)設(shè)備接口，使所述裝置可以將待測(cè)控儀器設(shè)備返回的數(shù)據(jù)信息以及用戶自定義的控制命令存儲(chǔ)在外接的大容量存儲(chǔ)設(shè)備中。儀器接口模塊3為負(fù)責(zé)提供所述裝置與待測(cè)控儀器設(shè)備之間的接口。液晶顯示/觸控模塊2為所述裝置提供用戶交互功能，包括可視化界面顯示以及用戶輸入指令接收。ARM核心單元1是所述裝置的核心部分，它通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4從大容量存儲(chǔ)設(shè)備中讀寫數(shù)據(jù)；通過(guò)儀器接口模塊3向待測(cè)控儀器設(shè)備發(fā)送控制指令并接收返回?cái)?shù)據(jù)信息；向液晶顯示/觸控模塊發(fā)送需顯示的可視化界面并接收用戶觸摸操作返回的輸入信息。所述嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置內(nèi)部模塊連接關(guān)系為電源管理模塊5與ARM核心單元I直接相連；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊與ARM核心單元I通過(guò)總線方式連接；儀器接口模塊3與ARM核心單元I直接相連；液晶顯示/觸控模塊與ARM核心I單元通過(guò)總線以及直連方式相連接。本專利技術(shù)的嵌入式光學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)控裝置實(shí)施例使用220V轉(zhuǎn)15V變壓器16，7805電源轉(zhuǎn)換芯片17，AMS1117電源轉(zhuǎn)換芯片18為以STM32F103ZET6為CPU的ARM核心單元6供電。.220V轉(zhuǎn)15V變壓器16將市電220V轉(zhuǎn)換為直流15V，用作快門驅(qū)動(dòng)電壓以及7805電源轉(zhuǎn)換芯片17的電壓輸入。7805電源轉(zhuǎn)換芯片17將15V直流電轉(zhuǎn)換為5V直流電，作為AMS1117電源轉(zhuǎn)換芯片18的電壓輸入。AMS1117電源轉(zhuǎn)換芯片18將5V直流電轉(zhuǎn)換為3. 3V直流電，本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種嵌入式測(cè)控裝置，包括：ARM核心單元，配置作為所述測(cè)控裝置的計(jì)算控制核心，用于對(duì)液晶顯示/觸控模塊、儀器接口模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、以及電源管理模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、處理和控制；液晶顯示/觸控模塊，與所述ARM核心單元連接，用作可視化界面顯示，同時(shí)向用戶提供指令輸入與選擇功能；儀器接口模塊，分別連接所述ARM核心單元、以及待測(cè)控的設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)ARM核心單元與待測(cè)控的設(shè)備之間的通信；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與所述ARM核心單元連接，用于存儲(chǔ)待測(cè)控設(shè)備返回的數(shù)據(jù)以及用戶自定義的命令；電源管理模塊，將220V交流市電轉(zhuǎn)化為直流，為ARM核心單元提供外部電源。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄒如飛，江竹青，彭月祥，王喆，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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