韩亚丽
（中原工学院信息商务学院，河南南阳451191）
【摘要】光电检测这门技术在当前的经济发展形势下，已经被广泛应用于精密制造以及高科技武器等行业中。经过详细的调查和研究一种基于单片机技术的激光检测方法。主要是利用单片机进行激光脉冲信号的调制以及控制发射,在此基础上，结合单片机与光电检测的相关技术设计了检测电路，从而实现利用激光传载信号，进行多路控制的方法与途径。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 光电检测；单片机；脉冲信号；多路控制
简单地讲，单片机是微型计算机应用技术的一个重要分支，在工业检测、自动检测、智能仪器仪表、信息处理、光机电设备、家电等电子设备中得到广泛应用从而单片机技术迅速发展到各行各业。在20世纪60年代末，随着光学技术、微电子技术、激光技术、材料技术、半导体技术的迅速发展，在此基础上大范围地推动了光电技术的发展，使得光电技术得到人们的广泛关注以及认可。特别是在军事中得到了很好的应用，举个例子来说，反激光制导武器系统、激光雷达这两者都利用到了光电技术。与此同时，在一些特殊的工业行业中，举个例子来说，在零件检查、精密制造、精密测量、光纤通信等生产技术中，都在光电技术的运用中有很大程度上的依赖。并且因为光电技术的应用而让他们的工作效率大大的提高。但是，目前的光电技术在现如今的发展形势下还属于比较前沿的技术，现存的一些光电产品由于原理非常复杂以及对生产加工技术的要求非常严格，所以光电技术的造价一直以来都比较高，不能被普通消费水平的用户所受。所以，本文主要利用单片机结合光电技术从而进行开发并设计了这一光电控制系统[1]。以求让更多的人能感受到光电技术的好处所在。
1基本原理
光电控制系统的基本原理是利用光电检测技术与单片机技术两者相结合的情况下来应用。
该系统利用了单片机对电源的控制，从而形成了一串有序的电源脉冲（键入了用户的基本信息），利用这一串有序的电源脉冲来控制半导体激光器，从而发射出一串载有用户信息的激光脉冲波（信号波）。在光电系统的检测下，再将信号波转化为电脉冲波（此时的电脉冲波的信号微弱而且受到外部因素的干扰，所以此时的信号不可以直接应用）。再通过前置放大电路对电脉冲波进行放大和除噪音的处理，此时的信号便可以通过单片机的驱动来使用并进行译码和判别处理，通过这些处理，单片机能够生成信号并以此来启动控制设备。
2关键技术
2.1激光调制技术以及编码技术
激光调制的一般概念是：激光是一种频率更高（1013~1015Hz）的电磁波，它具有很强的相干性，因而像以往电磁波（电视、收音机等）一样可以用来作为传递信息的载波，由激光“携带”的信息有：符号、图像、文字、语言等，在此基础上，通过一定的传输通道（光纤、大气等)送到接收器，再由光接收器鉴别并还原成原来的信息，这种将信息加载于激光的过程称之为激光调制技术[2]。举个例子来说，控制面板TD19C23具有性价比高、稳定性好等特点，并且在用途上使用广泛。其具体的编码过程是：首先在检测到一组二进制的编码时的情况下在单片机内设定，如果检测到“1”，通电为30μs，如果检测到“0”就断电为30μs，然后再进行循环执行，便会形成一周期脉冲。
2.2光电检测器件的选取
在现如今的发展形势下，光电检测技术中常用到的一些光电检测器件有光敏电池、CCD阵列、光敏电阻、PIN、光电三极管、光电二极管、光电倍增管、以及雪崩二极管等一些半导体器件。
其中光电二极管是最佳选择，它具有做好的长期稳定性，面积比较小，所以选择它作为此系统的光电检测器。不过在连接时要注意光电二极管在反偏状态时的检测情况
2.3检测电路的频率特征分析
如上图所示：当我们给定输入光照度时，在负载上取得最大功率输出时的条件是：足RL=Rb和g<<Gb。此时，uL=(RL/2)Se/(1+jkf)，时间常f=RLCj/2，上限频率fHC=1/2πf=1/πRLCj;同样可以得出，电流放大时希望得到最大输出电流，此时要求满足RL<<Rb?且g很小，uL=SeRL/(1+jkf)，时间常数f=RLCj，限频率fHC=1/2πRLCj;电压放大时，希望得到最大输出电压，则要求满足RRb(例如RL≥10Rb)且g<<Gb。此时，uL=SeRb/(1+jkf)，时间常数f=RbCj，上限频率fHC=1/2πRbCj。此处，Cj为光电二极管结电容，Rg为内阻，Se为光电流。RL?是前置放大电路的输入电阻。在设计中考虑到为从光电二极管中得到足够的信号功率和电压，RL和Rb不能太小。根据其微变等效电路可得RL和Rb过大又会引起高频截止，频率下降，降低了通频带宽度[3]。
2.4噪声处理以及前置放大电路的设计
噪声的处理以及前置放大电路的设计是光电检测电路中最关键的部分，因为在实际光电检测电路中有很多的噪声和外部的干扰，外部的干扰主要是随机的波动和光调制以及电路干扰、光路传输的介质的端流和入射的散光。这些外部的干扰可以通过去除杂散光转而选择偏振片或者稳定光源等方法来操作[4]。内部的干扰主要有光电检测电路中的部分半导体器件，也可以通过电容耦合的方法来得到解决。
3结束语
这个系统具有价格低廉、操作简单、系统稳定、原理简单等优点，能够让更多的用户认识到它的重要性。在智能化程度更高的要求方面，会有很大的前景发展。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献
［1］王鸿磊,张雪松.基于信息传播算法的云存储系统架构研究[J].河北软件职业技术学院学报,2014(04).
［2］秦志春,陈西武,周彬,徐汉中,田桂蓉,杜其学,徐振相.小型点火器燃烧特性的光电子诊断[C]//新世纪新机遇新挑战——知识创新和高新技术产业发展（下册）.2014.
［3］吴强,刘其奇,杨全胜,徐造林,王晓蔚.基于系统软件分析与设计的嵌入式系统实验[J].计算机教育,2015(04).
［4］秦迎春,陈立旺,艾运阶.基于应用型人才培养深化单片机应用教学改革[J].现代计算机:专业版,2015(04).
［责任编辑：刘展］