基于MSP430单片机的光功率计设计与实现.doc

  基于 MSP430单片机的光功率计设计与实现 刘晓波，赵同刚** （北京邮电大学电子工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 25 30 35 40 摘要：光功率计是光学工程施工和教学实验中应用最为广泛的仪器。鉴于现阶段国内市场上 的功率计在诸多的问题，为了能够设计一种新型的高精度光功率计，本文采用 TI 公司的 MSP430 单片机作为主控芯片，外扩 16 位的模数转换芯片 AD7705 进行光信号的测量；在软 件上巧妙设计，使用软件滤波、量程自动切换、函数补偿校准三大方法，大大提高了系统的 测量精度。本文提供了具体的软件硬件设计方案，并对重要模块进行了详细的阐述，具有极 大的使用参考价值。 关键词：光功率计；MSP430；AD7705；量程自动调整 中图分类号：TP316.2 Design and Implementation of Optical Power Measure Meter Based on MSP430 Liu Xiaobo, Zhao Tonggang (Electrical Engineering School,Beijing University Of Posts and Telecomunications, Beijing 100876) Abstract: Optical Power Meter is the most widely-used instrument both in the construction of optical engineering and in teaching experiment. In view of various problems existing in the current domestic market of the power meter and in order to design a new type of high-precision power meter, TIs MSP430 microcontroller is adopted as the master chip in the paper, while the 16-bit AD7705 is used for the measurement of the optical signal; the software is tactfully designed, adopting the three calibrating methods of software filtering, automatic range switching, calibration function, which improve the system accuracy greatly. Specific software and hardware design is provided in the thesis with detailed demonstration of the important modules. The paper is thus of great reference value. Keywords: Optical power measure meter; MSP430; AD7705; Automatic range adjustment 0 引言 随着通信产业的迅速发展，光纤作为现代数字通信的一个重要传输介质，凭借其频带宽、 损耗低、抗干扰能力强等优点，应用越来越广泛。可以测量光信号功率的光功率计，可谓光 学中的万用表，是光纤通信测试设备中应用最多的测试仪表，无论在工程施工，还是在现代 通信教学与实验中，都有着广泛的应用。 然而现阶段国内市场上光功率计与国外的设备还存在一定的差距，存在诸如功耗高或精 度低等缺点。鉴于此，本文提供了一种新型光功率计设计方法，该系统具有测量范围大，精 度高，稳定可靠，性价比高的优点，能够在工程应用和通信教学及科学实验中大量应用。 1 系统硬件设计 系统主要分为主控制器模块，光信号采集与放大模块，A/D 模数转换模块，键盘输入模 块，LCD 显示模块，电源模块。功能框图如图 1 所示。 作者简介：刘晓波，（1987- ），男，硕士，主要研究方向：无线传感器网络，智能仪器。 通信联系人：赵同刚， 1971-），男，副教授，主要研究方向：大气光通信，物联网. E-mail: zhaotg@bupt.edu.cn -1-   图 1 系统功能框图 Fig.1 System Functional Architecture 45 2 具体功能模块设计 2.1 主控制器模块 根据设计要求，我们想出了两个控制器选择方案：一是采用传统 51