快速采集為基礎可實際操作的單片機PSD數據采集

因此，采集對象為Diff X、DiffY、Sum X、Sum Y 四個輸出量，通過對四輸出量的采集，便可運用原理運算來實現PSD在二維坐標下的位置數據。

3 數據采集及控制電路

基于單片機的PSD 數據采集及控制電路由Atmega16單片機、AD1674模/數轉換芯片、AD7501多路轉換開關、MAX232 串行通信芯片等組成，其電路框圖如圖4所示。

3.1 多路轉換開關

AD7501 是一個8 通道多路轉換開關，其功能是通過三個二進制的地址線來選擇一個有效的輸入[5].其具體連接關系如圖5所示。

圖5中，使能端EN(3)與+5 V相連，使其始終處于工作狀態;信號輸入端S1~S4(13、11、10、9)分別與PSD輸出信號Diff X、Diff Y、Sum X、Sum Y 相連;輸入信號選擇端A0、A1(16、1)分別由Mgea16 單片機的I/O 口PC3(25)、PC4(26)控制、A2(4)與GND相連，依序選通4路輸入電壓信號，送至圖6所示的電壓跟隨器后進入AD1674進行模/數轉換。

3.2 模/數轉換電路

AD1674是美國AD公司推出的一款12位帶并行微機接口的逐次逼近型模/數轉換芯片。基本特點和主要參數如下：

帶有內部采樣保持的完全12位逐次逼近(SAR)型模/數轉換器；采樣頻率為100 kHz;轉換時間為10 μs；數據可并行輸出，采用8/12 位可選微處理器總線接口;采用雙電源供電：模擬部分為±12 V或±15 V，數字部分為+5 V。

如圖7 所示，AD1674 的數據輸出端口DB4~DB11(20~27)與單片機的PB口(1~8)相連；AD1674工作狀態由邏輯端口(2~6)控制，其真值見表1。

由單片機控制CE 為高電平，CS、R/C、A0 為低電平，啟動12 位數據轉換;轉換狀態輸出端口STS(28)與單片機的PD2(16)相連，當STS為高電平時，AD1674處于模/數轉換狀態，而STS為低電平時，模/數轉換結束，可以讀取轉換數據；由于只采用8個輸入端口讀數據，故轉換的12位數據需要分兩次讀出：即先將R/C、A0端口(5、4)電平置高，讀低4位數據至單片機，然后將A0端口電平置低，讀高8位數據至單片機。

3.3 單片機控制電路

單片機是整個電路系統的核心部件，其作用是控制實驗過程和數據的轉換、存儲與傳輸。本實驗采用ATMEL 公司的Atmega16單片機，其引腳及功能如圖8所示。

3.3.1 信號控制

單片機的PC1 口(23)接7407 同相緩沖器，信號經電流驅