基于单片机的光电二极管阵列驱动电路设计
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关 键 词 ：单 片机 ； 光 电 二 极 管 阵列 ； 微 弱 信 号
中 图分 类 号 ：ＴＮ２ ４ ７
文献 标 识码 ：Ａ
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围， 能够响应 ２ ０ ０ ～１ ０ ０ ０ ｎ ｌ Ｔ ｌ 范围波 长 ， 最 大 暗 电 流 只 有 ０ ． ０ ８ ｐ Ａ， 当 波长 ｋ ｐ 一６ ０ ０ ｎ ｍ时， 阵列灵敏度为２ ． ４ Ａ ／ ｗ。 光敏面积大 ， ￥ ３ ９ ２ ３ — ２ ５ ６ Ｑ 的 像 元 高 度 可 以达 到 ０ ． ５ ｉ Ｔ ｌ ｍ， 宽度为 ２ ５“ ｒ ｆ ｌ ， 光 电二 极 管 阵 列 ￥ ３ ９ ２ ３ ～２ ５ ６ Ｑ将 数 字 移位 寄存器 、 有 效 光 电 二 极 管 阵列 和 哑元 二 极 管 阵 列 集 成 在 一
ｃ ｕｉ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ｅ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍ ｐｌ ｅ ．
Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ；ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ；ｗｅ ａ ｋ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｌ
括 光 电二 极 管 时 序 的 产 生 、 Ａ Ｄ Ｃ 采 样 及 数 据 传 输 处 理 整
个 过程 ， 解 决 了采 用 现 场 可 编 程 器 件 资 源 浪 费 的 问 题 ， 节
省 了成 本 。
待 测 光
本 文 所 采 用 的光 电 二 极 管 阵 列 是 日本 滨 松 公 司 生 产 的￥ ３ ９ ２ ３—２ ５ ６ Ｑ， ￥ ３ ９ ２ ３—２ ５ ６ Ｑ 具 有 较 大 的 波 长 响 应 范
Ｙａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ａ （ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｈ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ａ ｍｉ ｃ ｒ ０ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｍ ＣＵ． Ｉ ｎ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ，ｉ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ —
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扫描 的 过 程 ， 从 而 提 高 了 响应 速度 ， 能够 响 应 ０ ． １ ～５ ０ ０
ｋ Ｈｚ的 信 号 ， 电 路灵 活 性 强 。其 功 耗 仅 有 １ Ｏ ｍｗ ， 适 用 于 做微 弱光信号检测 。
大、 测量速度慢 ， 只能 做 单 波 长 检 测 ＿ ｌ ］ 。光 电二 极 管 阵列 属于多通道检ห้องสมุดไป่ตู้器件 ， 因其具 有体 积小 、 单 片 集 成 信 号 读 出 电路 、 光 谱 响 应 宽 等 特 点 ］ ， 可 广 泛 应 用 于 各 类 多 通 道 光谱检测系统 ， 目前 大 多 数 光 电二 极 管 阵 列 多 采 用 现 场 可 编 程 逻 辑 器 件 控 制 光 电二 极 管 时序 电 路 的 产 生 ， 会 造 成 资
ｊ
新 器 件 新 技 术
基 于 单 片 机 的 光 电二 极 管 阵 列 驱 动 电 路 设 计
杨 晓 娅
（ 郑 州 大 学 信 息工 程学 院 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ：介 绍 了一 种 基 于 单 片机 的光 电二 极 管 阵 列驱 动 电路 。 在 单 片 的 单 片 机 上 完 成 光 电 二 极 管 阵 列 时 序 信 号 产 生 、 Ａ／ Ｄ转换及数据传 输整个过程 ， 能够检测 ｎ Ａ级 微 弱 信 号 ， 与 常 用 的 可 编 程 逻 辑 器 件 相 比 具 有 成 本低 、 功耗低 、 电 路 结 构 简 单 的特 点 。
起， 使得 ￥ ３ ９ ２ ３ —２ ５ ６ Ｑ 能够 在 时序 电路 的控 制下 完 成 自
引 言
传 统 的紫 外 光 谱 检 测 系 统 采 用 单 通 道 光 电 倍 增 管 作
为 光 电接 收器 件 ， 由波长扫 描机构 实现 波长 扫描 ， 完 成 整
个 波长范 围 内的光 电检测 。这种 光 电检 测 系统 ， 体 积 庞
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源 上 的 浪 费 。本 文 采 用 一 片单 片 机 ８ ０ Ｃ ５ ２就 能 够 完 成 包
１ 硬 件 设 计
１ ． １ 系统 总体 设 计 方 案
以单 片 机 为 控 制 芯 片 的 光 电 二 极 管 阵 列 驱 动 电 路 设 计 的 总体 设 计 如 图 １ 所示 。
中 图分 类 号 ：ＴＮ２ ４ ７
文献 标 识码 ：Ａ
Ｐｈ ｏ ｔ ｏ ｄｉ ｏ ｄ ｅ Ａｒ ｒ ａ ｙ Ｄｒ ｉ ｖ ｅ ｒ Ｃｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ Ｄｅｓ ｉ ｇ ｎ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏｎ Ｍｉ ｃｒ Ｏ ｃ Ｏ ｎ ｔ ｒ Ｏ ｌ Ｉ ｅｒ
围， 能够响应 ２ ０ ０ ～１ ０ ０ ０ ｎ ｌ Ｔ ｌ 范围波 长 ， 最 大 暗 电 流 只 有 ０ ． ０ ８ ｐ Ａ， 当 波长 ｋ ｐ 一６ ０ ０ ｎ ｍ时， 阵列灵敏度为２ ． ４ Ａ ／ ｗ。 光敏面积大 ， ￥ ３ ９ ２ ３ — ２ ５ ６ Ｑ 的 像 元 高 度 可 以达 到 ０ ． ５ ｉ Ｔ ｌ ｍ， 宽度为 ２ ５“ ｒ ｆ ｌ ， 光 电二 极 管 阵 列 ￥ ３ ９ ２ ３ ～２ ５ ６ Ｑ将 数 字 移位 寄存器 、 有 效 光 电 二 极 管 阵列 和 哑元 二 极 管 阵 列 集 成 在 一
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省 了成 本 。
待 测 光
本 文 所 采 用 的光 电 二 极 管 阵 列 是 日本 滨 松 公 司 生 产 的￥ ３ ９ ２ ３—２ ５ ６ Ｑ， ￥ ３ ９ ２ ３—２ ５ ６ Ｑ 具 有 较 大 的 波 长 响 应 范
Ｙａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｙ ａ （ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｈ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ，Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｓ ｃ ｒ ｉ ｂ ｅ ｓ ａ ｍｉ ｃ ｒ ０ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ — ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ａ ｒ ｒ ａ ｙ ｄ ｒ ｉ ｖ ｅ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｍ ＣＵ． Ｉ ｎ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ，ｉ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ —
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大、 测量速度慢 ， 只能 做 单 波 长 检 测 ＿ ｌ ］ 。光 电二 极 管 阵列 属于多通道检ห้องสมุดไป่ตู้器件 ， 因其具 有体 积小 、 单 片 集 成 信 号 读 出 电路 、 光 谱 响 应 宽 等 特 点 ］ ， 可 广 泛 应 用 于 各 类 多 通 道 光谱检测系统 ， 目前 大 多 数 光 电二 极 管 阵 列 多 采 用 现 场 可 编 程 逻 辑 器 件 控 制 光 电二 极 管 时序 电 路 的 产 生 ， 会 造 成 资
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新 器 件 新 技 术
基 于 单 片 机 的 光 电二 极 管 阵 列 驱 动 电 路 设 计
杨 晓 娅
（ 郑 州 大 学 信 息工 程学 院 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要 ：介 绍 了一 种 基 于 单 片机 的光 电二 极 管 阵 列驱 动 电路 。 在 单 片 的 单 片 机 上 完 成 光 电 二 极 管 阵 列 时 序 信 号 产 生 、 Ａ／ Ｄ转换及数据传 输整个过程 ， 能够检测 ｎ Ａ级 微 弱 信 号 ， 与 常 用 的 可 编 程 逻 辑 器 件 相 比 具 有 成 本低 、 功耗低 、 电 路 结 构 简 单 的特 点 。
起， 使得 ￥ ３ ９ ２ ３ —２ ５ ６ Ｑ 能够 在 时序 电路 的控 制下 完 成 自
引 言
传 统 的紫 外 光 谱 检 测 系 统 采 用 单 通 道 光 电 倍 增 管 作
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源 上 的 浪 费 。本 文 采 用 一 片单 片 机 ８ ０ Ｃ ５ ２就 能 够 完 成 包
１ 硬 件 设 计
１ ． １ 系统 总体 设 计 方 案
以单 片 机 为 控 制 芯 片 的 光 电 二 极 管 阵 列 驱 动 电 路 设 计 的 总体 设 计 如 图 １ 所示 。