[发明专利]基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统

权利要求书

1.一种基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统，其特征在于包括控制模块、电源模块、DAC模块、信号采集模块、可调谐光纤法布里-珀罗滤波器；控制模块与DAC模块、可调谐光纤法布里-珀罗滤波器、信号采集模块依次相连，信号采集模块与控制模块相连，PC与控制模块通过USB接口相连，电源模块与控制模块、信号采集模块、DAC模块相连；由PC命令控制模块产生驱动电压数字信号，经过DAC数模转换模块换为锯齿波电压，驱动可调谐光纤法布里-珀罗滤波器，使其工作在周期性的扫描状态，传感光栅在外界环境改变时，其中心波长会发生位移，被调制的光信号，通过可调谐光纤法布里-珀罗滤波器的透射窗，被信号采集模块探测并转换为电信号，最后由控制模块通过USB接口将数据传给PC端程序，实现解调系统与PC的指令和数据传递，方便实时数据显示和处理，实现现场的观测与控制。

2.根据权利要求1所述的基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统，其特征在于：所述的控制模块的内部模块连接关系为：单片机U8的4脚、5脚、8脚分别与USB接口USB1的3脚、2脚、1脚相连，单片机U8的6脚与JTAG接口JTAG1的1脚以及电容C22的一端相连，电容C22的另一端接地，单片机U8的9脚与JTAG接口JTAG1的7脚以及电阻R13的一端相连，电阻R13的另一端与JTAG接口JTAG1的5脚、电容C24的一端、电容Cap4的一端、开关S1的一端以及电阻R14的一端相连，电容C24的另一端、电容Cap4的另一端、开关S1的另一端接地，单片机U8的7脚以及电阻R14的另一端连接5V电压，USB接口USB1的4脚、5脚、6脚接地，单片机U8的10脚与JTAG接口JTAG1的2脚相连，JTAG接口JTAG1的3脚、4脚以及9脚接地。

3.根据权利要求1所述的基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统，其特征在于：所述的信号采集模块的内部模块连接关系为：PIN-FETUpd1的2脚、5脚、电容Capd1的一端和电容Cpd1的一端与5V电压相连，电容Capd1的另一端和电容Cpd1的另一端接地，PIN-FET Upd1的4脚、电容Capd2的一端和电容Cpd2的一端与5V电压相连，电容Capd2的另一端和电容Cpd2的另一端接地，PIN-FET Upd1的6脚与电阻R6的一端相连，电阻R6的另一端与运放U4的3脚及电阻R4的一端相连，PIN-FET Upd1的7脚和电阻R4的另一端接地，运放U4的2脚与电阻R3的一端和电阻R2的一端相连，电阻R3的另一端连接到-5V电压，电阻R2的另一端与运放U4的6脚以及运放U3A的3脚相连，运放U4的4脚、电容Cap3的一端和电容C11的一端与-5V电压相连，电容Cap3的另一端和电容C11的另一端接地，运放U4的7脚、电阻R1的一端、电容Cap2的一端及电容C6的一端与5V电压相连，电容Cap2的另一端和电容C6的另一端接地，电阻R1的另一端与电容C7的一端和电阻R5的一端相连，电容C7的另一端和电阻R5的另一端接地，运放U3A的2脚、1脚与电阻R7的一端相连，运放U3A的8脚、电容C8的一端与12V电压相连，电容C8的另一端与运放U3A的4脚和电容C10的一端接地，电容C10的另一端和电阻R7的另一端相连并输出信号。

4.根据权利要求1所述的基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统，其特征在于：所述的DAC模块的内部模块连接关系为：DAC芯片U9的4脚与运算放大器U3B的5脚相连，DAC芯片U9的8脚、电容C21的一端与5V电压相连，电容C21的另一端接、DAC芯片U9的5脚接地，DAC芯片U9的6脚与稳压芯片U10的6脚以及电容C19的一端相连，电容C19的另一端接地，稳压芯片U10的2脚连接5V电压并与电容C20的一端相连，电容C20的另一端接地并与稳压芯片U10的4脚相连，运算放大器U3B的6脚与电阻R12的一端以及电阻R11的一端相连，电阻R12的另一端接地，电阻R11的另一端与运算放大器U3B的2脚以及接线柱J2的2脚相连，运算放大器U3B的8脚连接12V电压并与电容C23的一端相连，电容C23的另一端与运算放大器U3的4脚相连并接地。

5.根据权利要求1所述的基于C8051F320单片机的光纤光栅传感器波长解调系统，其特征在于：所述的电源模块的内部模块连接关系为：稳压芯片U7的1脚连接15V电压并与电容C17的一端、电容C15的一端、稳压芯片U6的1脚以及接线柱J1的2脚相连，电容C17的另一端、电容C15的另一端以及稳压芯片U7的2脚、稳压芯片U6的2脚和接线柱J1的1脚接地，稳压芯片U7的3脚与电容C18的一端相连，电容C18的另一端接地，稳压芯片U6的3脚与电阻R10的一端、电容C16的一端、电容C13的一端、电感L2的一端以及稳压芯片U5的5脚、4脚相连，电容C13的另一端以及电容C16的另一端接地，电阻R10的另一端与LED灯D2相连，LED灯D2的另一端接地，电感L2的另一端与电容C9的一端以及稳压芯片U5的1脚相连，电容C9的另一端与电感L1的一端、LED灯D1的一端相连，LED灯D1的另一端与稳压芯片U5的2脚相连，电感L1的另一端与电阻R8的一端、电容C12的一端、电容C14的一端相连，电阻R8的另一端、电容C12的另一端与电阻R9的一端以及稳压芯片U5的3脚相连，稳压芯片U5的2脚与电阻R9的另一端、电容C14的另一端相连并接地，稳压芯片U1的1脚与电容C1的一端、电容C2的一端相连并接地，电容C2的另一端与稳压芯片U1的2脚、4脚以及电池组1的负极相连，稳压芯片U1的3脚与电容C3的一端相连，电容C3的另一端与电容C1的另一端以及稳压芯片U1的5脚相连，稳压芯片U2的1脚、2脚与电容C5的一端、电容Cap1的一端相连，电容Cap1的另一端接地，电容C5的另一端与U2的4脚相连，稳压芯片U2的3脚与稳压芯片U2的7脚、6脚以及电容C4的一端相连并接地，电容C4的另一端与稳压芯片U2的8脚、5脚以及电池组2的正极相连。