基于单片机的光纤激光器控制卡的设计与实现代做单片机毕业设计需要多少钱？
摘 要
光纤激光器控制卡的的研究有着十分深远的意义，光纤激光器控制卡应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻、激光打标、激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等等。光纤激光的工业应用从低功率的打标、雕刻(十瓦、百瓦级)向更高功率的金属和陶瓷的切割、焊接等方面发展 (千瓦到万瓦级)，在汽车工业和船舶工业中结构，紧凑、使用方便的高功率光纤激光器控制卡具有巨大的市场潜力，但要成功取代常规工业激光器则依赖于它能获得优良的光束质量、更低的价格以及企业良好的售后服务。因为随着光纤激光器控制卡应用范围的不断拓宽，其发展的意义也会越来越重，在不久的将来，随着激光技术的日趋成熟稳定，其应用也会更加贴近人们的日常生活，更加具有普遍性。所以说在未来对于光纤激光器控制卡研究的意义是十分重要的。本课题分析了脉冲光纤激光器控制卡的基本原理，并且详细指出了测量并显示激光功率的思路和所需考虑的问题，通过调试并分析系统的设计结构，最终完成对光纤激光器控制卡整体功率进行检测及显示。论文工作主要体现在以下几个方面：（1）对采集的激光信号的滤波,放大电路。（2）通过峰值保持电路将交流信号转化为直流的、峰峰值信号。（3）STC89C52单片机部分的设计与软件编程。(4)完成keil仿真
关键词：光纤激光器控制卡；PIN光电管；STC89C52单片机；功率； keil仿真
Abstract
Has a very far-reaching significance of fiber laser control card of fiber laser control card is a very broad range of applications, including laser optical fiber communication, laser spatial distance communication, industrial shipbuilding, automobile manufacturing, laser engraving, laser marking, laser cutting, printing roller, metal and nonmetal drilling / cutting / welding (brazing, quenching, cladding and welding depth), military defense, safety equipment, medical equipment and so on large infrastructure. From the industrial application of fiber laser marking and carving of low power (ten watts, 100 Watt) to a higher power metal and ceramic cutting, welding and other aspects of development (kW kW class), the structure in the automobile industry and shipbuilding industry, compact, easy to use high power fiber lasers with control card the huge market potential, but to successfully replace the conventional industrial lasers depends on it can obtain excellent beam quality, lower price and good customer service service enterprises. Because with the widening of the application range of fiber laser control card, the significance of its development will also be more and more serious. In the near future, with the maturity and stability of laser technology, its application will also be closer to people's daily life and more universal. So it is very important to study the control card of fiber laser in the future. This paper analyzes the basic principle of pulse fiber laser control card, and it points out the measure and display the laser power of ideas and issues to be considered, through the debugging and analysis of system structure design, the final completion of fiber laser detection and control of the overall power display card. The work of this paper is mainly embodied in the following aspects: (1) the filtering of the collected laser signals and the amplifying circuit. (2) the peak and peak signal of the AC signal is converted to DC by the peak holding circuit. (3) the design and software programming of the STC89C52 MCU part. (4) completion of Keil simulation
Key words: fiber laser control card; PIN phototube; STC89C52 single chip; power; keil simulation
目 录
摘 要 I
ABstract II
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1课题背景及发展现状 1
1.2 课题研究的意义 2
1.3课题研究的内容 2
第二章 光纤激光器控制卡光功率计的原理与设计 3
2.1光纤激光器控制卡原理结构 3
2.1.1光纤激光器控制卡的原理 3
2.1.2光纤激光器控制卡的结构 3
2.1.3光纤激光器控制卡的分类 3
2.2 脉冲光纤激光器控制卡光功率计总体设计方案 5
第三章 系统硬件电路设计 7
3.1硬件电路的总体设计 7
3.1.1 功率计检测系统构成 7
3.1.2 系统核心芯片的选用 7
3.2 功率计检测系统硬件电路 9
3.2.1 信号采集系统 10
3.2.2 信号放大滤波 12
3.2.3 信号的峰值保持 13
3.2.4 A/D数模转换 14
3.2.5 显示电路 15
3.2.6 供电电路 15
3.2.7报警输出电路 15
第四章 系统软件设计 16
4.1系统软件 16
4.2基于KEIL软件编程 16
4.3软件控制主程序 17
第五章 系统试验与调试 19
5.1 实验平台搭建 19
5.2 实验调试及分析 19
5.2.1信号的滤波 19
5.2.2信号的放大 19
5.2.3信号的峰值保持 20
5.2.4单片机处理及显示部分 20
5.2.5系统整体调试效果图 21
第六章 总结与展望 22
结 束 语 23
参考文献 24
第一章 绪论
1.1课题背景及发展现状
随着光通信网络及相关领域技术的飞速发展，光纤激光器控制卡技术正在不断向广度和深度方面推进，将为光纤激光器控制卡的设计提供新的对策和思路。尽管目前多数类型的器件仍处于实验室研制阶段，但已经在实验室中充分显示其优越性。目前光纤激光器控制卡的开发研制正向多功能化、实用化方向迈进，可以预见，光纤激光器控制卡必将在未来光通信、军事、工业加工、医疗等领域中发挥重要的作用。
脉冲光纤激光器控制卡在最近几年成为研究和关注的热点，但光纤激光器控制卡并非新生事物，就在激光器诞生后的第二年即1961年，美国光学公司(American Op tical Corporation )的E.Snitzer采用灯泵浦0.012英寸(约304μm)和32μm两种直径的光纤(纤芯材料是掺Nd3+钡冕玻璃( bariumcrown glass),包层是苏打-石灰-硅酸盐材料，观察到了中心波长为1.06μm的受激辐射现象，这是国际上最早报道的光纤激光器控制卡。1964年C.J.Koester和E.Snitzer又发表了多组份玻璃光纤中的光放大结果。不久以后，光纤激光器控制卡被用于光学信息处理方面的工作，但由于当时条件的限制，此后光纤激光器控制卡的发展基本停滞不前。
进入21世纪后，高功率双包层光纤激光器控制卡的发展突飞猛进，最高输出功率记录在短时间内接连被打破，前单纤输出功率(连续)已达到2000W以上。IPG( photonics)公司凭借在2000年获得的1亿美元的风险投资异军突起，展示了各式光纤激光器控制卡和放大器:S、C、L波段的各种光纤放大器、高功率的 EDFA、拉曼光纤激光器控制卡和双波长拉曼光纤激光器控制卡。它推出一系列的掺Yb高功率光纤激光器控制卡，现在输出功率有直到50kW的产品可供选择。德国的IPHT也有极高的研发和制造水平，它们也加入到新产品的市场竞争中来。现在已经有多台千瓦级光纤激光器控制卡在美国、欧洲、亚洲投入到工业加工或科学研究中。
国内从20世纪80年代开始这个领域的研究工作，如上海光机所、清华大学、华中科技大学、中国科学技术大学、天津大学以及邮电部和电子部所属的一些研究单位，在光纤激光器控制卡、放大器和相关器件的研究中都取得了一定的进展。国内掺Yb3 +双包层光纤激光器控制卡的研究起步较晚。南开大学开展掺镱双包层光纤激光器控制卡的研究工作，并取得了一系列的科研成果，特别是在双包层光纤光栅方面取得了开创性成果。上海光学精密机械研究所则在光纤激光器控制卡研制方面开展了许多重要的工作，经过对抽运光的整形，大大提高了耦合效率，报道的百瓦量级的掺镱双包层光纤激光器控制卡，实现了高达70%的光转换效率。中国兵器装备研究院报道单纤功率突破1kW。但总的来说，国内研究滞后国外几年时间，关键性制约因素是缺乏自主研制光纤制作设备和开发高功率泵浦半导体激光器的能力。
2003年南开大学报道了利用脉冲泵浦获得100kW 峰值功率的调Q脉冲,以及得到的60nm可调谐的调Q脉冲。
2004年12月3日，烽火通信报道，继推出激光输出功率达100W以上的双包层掺镱光纤后，经过艰苦的攻关再创佳绩，将该类新型光纤的输出功率成功提高至440W，达到国际领先水平。这是烽火通信在特种光纤领域迈出的重要一步，同时也是我国在高功率激光器用光纤领域的重大突破。掺镱双包层光纤激光器控制卡是国际上新近发展的一种新型高功率激光器件，由于其具有光束质量好、效率高、易于散热和易于实现高功率等特点，近年来发展迅速，并已成为高精度激光加工、激光雷达系统、光通信及目标指示等领域中相干光源的重要候选者。双包层掺镱激光器的主要激光增益介质是双包层掺镱光纤，因此双包层掺镱光纤的性能直接决定了该类激光器的转换效率和输出功率。烽火通信作为国内唯一一家进行双包层掺镱光纤研究的单位，在成功推出输出功率达100W以上的完全可商用的双包层掺镱光纤产品后，又加大的研发力度，使得其输出功率实现440W以上，达到国际领先水平。
