[发明专利]嵌入式光学实验测控装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学实验系统的测控装置，特别是，涉及一种基于嵌入式的光学实验测控装置。

背景技术

在现代光学实验、光信息处理实验等相关实验中，需要对快门、诸如平移台等运动部件、以及诸如功率计等光信号检测仪器进行控制，以完成相关实验和光信号检测。可以采用计算机对运动部件和检测仪器进行控制和数据采集，通常需要包括：微型计算机一台，用于搭载仪器控制软件和提供仪器控制接口；仪器控制软件（使用高级语言编写）；接口转接装置及连接线。采用计算机的实验仪器控制系统，软硬件系统构成复杂，系统实现成本、维护成本、开发成本高，控制系统可移动性差，不利于现场工作的实验控制。而且，微型计算机显示器产生的杂散光以及散热风扇震动给实验过程带来了额外噪声。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于嵌入式的光学实验测控装置，使用ARM嵌入式系统作为控制核心，通过与实验仪器相匹配的标准接口实现测控装置对光学实验系统的测控功能，具有与用户进行交互的可视化界面，并采用印刷线路板技术将系统各部分集成在一起。本发明的装置具有构成简单、成本低、无噪声、便携的特点。

本发明采用如下技术方案：

一种嵌入式测控装置，包括：

ARM核心单元，配置作为所述测控装置的计算和控制核心，用于对液晶显示/触控模块、仪器接口模块、数据存储模块、以及电源管理模块进行数据交互、处理和控制；

液晶显示/触控模块，与所述ARM核心单元连接，用作可视化界面显示，同时向用户提供指令输入与选择功能；

仪器接口模块，分别连接所述ARM核心单元、以及待测控的设备，用于实现ARM核心单元与待测控的设备之间的通信；

数据存储模块，与所述ARM核心单元连接，用于存储待测控设备返回的数据以及用户自定义的命令；

电源管理模块，将220V交流市电转化为直流，为ARM核心单元供电。

所述ARM核心单元的I/O管脚分别与液晶显示/触控模块、仪器接口模块、以及数据存储模块通过直连或总线方式连接；ARM核心单元的电源管脚与电源管理模块直接相连；ARM核心单元的供电管脚与液晶显示/触控模块、仪器接口模块、以及数据存储模块直接相连。

所述的ARM核心单元使用ARM系列芯片作为核心计算控制部件。

所述的液晶显示/触控模块包括触摸液晶屏和触摸控制芯片；触摸液晶屏与ARM核心单元直接相连，触摸控制芯片通过总线方式与触摸液晶屏和ARM核心单元相连。

所述的仪器接口模块包括：MAX3232串口电平转换芯片，ULN2804驱动芯片，DB9插座，两芯航空插头；MAX3232串口电平转换芯片与ULN2804驱动芯片直接与ARM核心单元相连，DB9插座与MAX3232串口电平转换芯片相连，两芯航空插头与ULN2804驱动芯片直接相连。

所述的数据存储模块包括存储卡插座，存储卡插座与ARM核心单元直接相连。

电源管理模块包括220V-15V电源适配器、7805电源转换芯片，AMS1117电源转换芯片；其连接关系为：7805电源转换芯片分别与220V-15V电源适配器、AMS1117电源转换芯片相连接，AMS1117电源转换芯片与ARM核心单元相连。

所述的待测控的设备包括快门、功率计、运动平台控制器。

所述的液晶显示/触控模块中的触摸液晶屏为电阻式液晶触摸显示屏幕。

所述的嵌入式测控装置用于实现嵌入式测控的方法，所述方法包括步骤：

触摸显示屏幕向用户显示可视化界面，向用户进行操作提示以及数据显示，同时接收用户的操作以及指令输入；

ARM核心处理用户输入的控制指令；

仪器接口模块与仪器设备进行通信，按照预定格式向仪器设备发送控制指令，并将仪器设备返回的数据信息以及实验人员自定义的控制指令均存储在数据存储模块中，供日后备查或重复使用；

电源管理模块进行供电，经过电源转换操作为系统各部分进行电源供给。

本发明的一种基于嵌入式的光学实验测控装置使用触摸显示屏幕向用户显示可视化界面，向用户进行操作提示以及数据显示，并接收用户的操作以及指令输入；使用ARM控制核心处理用户输入的控制指令；使用标准接口（串口）与仪器设备进行通信，按照预定格式向待测控的仪器设备发送控制指令，并将待测控的仪器设备返回的数据信息以及实验人员自定义的控制指令存储在外部存储设备中，供日后备查或重复使用；使用标准电源适配器供电，通过电源转换操作为装置的各部件供电。