自动化工程导论课程报告
学校：天津大学
学院：电气工程与自动化学院
班级：自动化5班
姓名：张兰 3015203148
激光功率检测自动化装置
随着激光在科学研究、医疗卫生、机械加工、国防现代化等领域的广泛应用,激光计量工作也愈加显得重要,因此,全国各地技术监督部门已相继建立了一些激光计量标准装置,用来对激光计量器具进行强制检定,保障激光量值准确、可靠地传递。

而当前激光计量器具检定过程大多是采用手工操作,费时、费工,且容易引入人为误差,所以,实现激光计量器具检定自动化是一项十分重要的工作。

本装置主要用于激光功率计检定过程和激光功率测量自动化。

它采用单片机技术来自动采集激光功率计显示值,然后对采集的数据进行处理,最后打印给出检测结果。

整个检测过程中,自动控制快门开启和关闭。

研制内容包括电磁快门设计、单片机硬件接口设计和数据处理程序设计。

本装置具有使用方便、成本低、误差小等特点。

它的研制对于提高我国计量器具检定技术水平具有积极推动作用。

该装置包括中央监控、数据采集、键盘、显示、快门、打印机和电源等几个部分,如图 1 所示。

工作原理是使用MCS51 单片机系列的8031芯片作为中央处理器,通过A/ D转换器采集激光功率计上的功率显示量值,然后对采集的功率值按照检测要求,进行数据运算处理,最后由打印机给出检测结果。

在整个检测过程,由单片机控制电磁快门定时开启和关闭。

本装置的中央监控部分选用的是典型电路,在8031的基础上扩展了 EPROM , RAM和I/ O 口。

根据激光功率计检定要求,数据采集部分[2 ,3] 设计了两路 A/ D 转换器,分别采集标准激光功率计和待检激光功率计上的显示值。

这里用到了大学物理，电路基础，模拟电子技术和数字电子技术。

电路上MC1443和单片机扩展口直接相连,在接口程序中单片机通过查询方式来读取 A/ D 转换结果。

这里用到了大学物理，电路基础。

键盘部分设计了一个2 × 8的矩阵键盘[6] ,用来完成输入数据和命令。

在测量开始时,键盘工作方式采用程控扫描法,即单片机不停地扫描键盘,直到有键按下为止,整个测量只是作为一个键值的处理过程。

在键盘接口电路中,使用了串行移位寄存器和单片机的串行口。

这里用到了微型计算机原理和应用，单片机原理及应用。

显示部分设计为测量次数显示和测量状态指示。

测量状态用发光二极管来指示,其中包括量程选择、测量方法等。

接口电路和键盘接口相似。

测量次数用两个数码管来显示,在接口上采用了并行静态显示,以节省单片机资源。

在电路中使用了两个显示芯片MC145143 ,测量次数由单片机扩展口输入到MC145143 ,经它锁存、译码后,输出7 段显示器的字型码,并
带段输出驱动器。

锁存输入端由单片机来控制。

这里用到了电路基础，模拟电子技术，数字电子技术，微型计算机原理和应用，嵌入式系统，单片机原理及应用。

快门由一钼片和一直流线圈组成。

单片机通过控制一开关型直流继电器接通或断开快门线圈上的电流, 从而使快门打开或关闭。

这里用到了电路基础，微型计算机原理和应用，嵌入式系统，单片机原理及应用。