多路压电陶瓷驱动器电压实时监测系统设计

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1、第19卷第12期电子设计工程2011年6月Vol.19No.12ElectronicDesignEngineeringJun.2011多路压电陶瓷驱动器电压实时监测系统设计1，211，2邓永停，李洪文，姚凯男（1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033；2.中国科学院研究生院，北京100039）摘要：为了满足自适应光学系统中多路压电陶瓷高压驱动器输出电压实时监测、显示的需要，提出了基于高速单片机C8051F120的电压测量、显示和通讯系统设计方案。利用20路电压测量模块实现电压采集，通

2、过ModBusRTU通讯协议对采集到的电压数据进行接收、处理和LCD液晶显示。详细介绍了液晶显示接口的硬件设计方案，电压测量模块与单片机的通信以及软件设计方法，通过实验验证了此液晶模块实时监测显示系统的良好效果。关键词：LCD；单片机；压电陶瓷；电压采集；ModBus协议；实时监测中图分类号：TP368.1文献标识码：A文章编号：1674－6236（2011）12-0060-03Designofvoltagereal-timemonitoringsystemformulti-channelpiezoelec

3、tricceramicsactuatorsDENGYong-ting1，2，LIHong-wen1，YAOKai-nan1，2（1.ChangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China；2.GraduateCollegeoftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China）Abstract:Inordertosatisfy

4、theneedofmonitoringanddisplayingtheoutputvoltageofmulti-channelpiezoelectricceramicshigh-voltageactuatorsintheadaptiveopticssystem，avoltagemonitoring，displayingandcommunicationsystemwasdesignedbasedonhigh-speedMCU-C8051F120.Thevoltagedatawasacquiredby20-ch

5、annelvoltagemeasurementmodule，andthedatawasreceived，processedanddisplayedthroughModBusRTUprotocol.ThenthispaperpresentedtheLCDinterfacehardwaredesign，thecommunicationbetweenMCUandvoltagemeasurementmoduleandthesoftwaredesign.Finally，theresultofexperimentssh

6、owsthegoodeffectsofthesystemdesign.Keywords:LCD；MCU；piezoelectricceramics；voltageacquisition；ModBusprotocol；real-timemonitor在自适应光学系统设计中，波前校正器作为光学系统的上实时显示各路压电驱动器的输出电压值，20路电压监测系一个重要组成部分发展起来，它与波前传感器和波前控制部统框图如图1所示。分相结合，使光学系统具有克服外界动态干扰的能力，这是传统光学技术难以做到的。在众多类型的波前

7、校正器中，分立压电式连续镜面变形镜以其变形量大、表面变形没有间断点等优点而被广泛的采用[1]。变形镜的结构有基板、驱动器和薄镜面组成，在基板上固定若干个压电驱动器，驱动器前在图120路电压监测系统框图Fig.1Blockdiagramof20-Channelvoltagemonitoringsystem固定一个薄的光学镜面，施加电压给驱动器，压电陶瓷即可产生正的或负的变形，从而推动薄反射镜表面产生变形，起120路电压测量模块介绍到改变光学波前并校正波前误差的作用[2]。为了防止压电驱动器输出电压出现异常，导

8、致系统出现故障，需要及时了解1.120路电压测量模块功能与特点各路压电驱动器输出电压情况，并且工程中要求监测上千路20路电压测量模块是一智能型的数据采集模块，可以测压电驱动器的输出电压，所以设计压电驱动器输出电压监测量20路电压号，输入信号为直流。其输出为RS485，通讯协显示系统成为一个亟需解决的课题。议符合ModBusRTU协议。此模块可以广泛应用于各种工业本设计的主要工作是利用20路电压测量模块采集到压测控