基于LABVIEW的光功率计的设计

摘 要 光纤由于其传输损耗小、容量大，抗干扰能力强的特点，已经作为数字通讯中主要的传输介质。光功率计作为光纤通讯测试仪表中最为普及和用量最大的测试仪表，在光纤施工工程中，被广泛使用。目前国内所需的光功率计大多依靠进口，且国外光功率计价格贵，所需配件品种多，使用操作也较复杂，而国内同类测试仪器存在价格偏高且测量精度偏低等方面的不足；另一方面，随着微处理器技术的迅猛发展，以微处理器为核心进行工作的智能仪器得到充分的发展。当光纤通信遇到了智能化测试，就会引起测量控制仪表领域的一场新的技术革命。 对光功率计系统的组成原理进行了详细的分析，首先介绍了光电探测器的特性原理，以及光电转换及程控放大电路的介绍。然后对自动量程转换和程控增益放大电路进行了具体的设计，接着描述了单片机系统的数据采集与串口通讯，给出了系统的总体如软件设计，包括下位机的软件以及的基于labview的程序界面的上位机程序设计。采用labview虚拟平台设计了光功率计的数据接收与处理程序。 关键词：MSP430F149;labview;光功率计;串口通讯 主要内容 经过查阅大量的资料，理解光功率计的设计原理。学习光电转换的理论基础。对光功率计的各单元进行认真分析。设计了光功率计的主要硬件电路，包括程控电流/电压变换，信号调理电路，滤波电路以及模数转换和串口通讯电路。设计了系统的下位机的软件和上位机Labview的软件。同时对采集到的数据进行存储。文章一共分为六章。其中第二章主要分析了光功率计的原理，阐述了光检测器的工作机理。给出了光功率计的总体设计结构与构成。第三章介绍了光功率计的硬件设计，给出了主要单元的具体实现，包括程控电流/电压放大电路，信号调理电路即二级放大电路与低通有源滤波器电路，最后介绍了TI单片机MSP430F149自带模数转换器的特点，以及串口通讯的硬件。第四章与第五章分别介绍了光功率计的软件设计。其中第四章介绍了下位机的程序设计，给出了c语言实现的模数转换与串口通讯的代码与程序流程图。第五章介绍了基于labview实现的光功率计的上位机程序界面的实现。给出了程序界面与程序面板，采用labview设计人机界面相对其他高级语言来说，简单、便捷。 目录摘 要??? 2第一章??? 绪论??? 31.1 研究背景??? 31.2 虚拟仪器概述??? 41.3 本文研究的主要内容??? 5第二章 光功率计的原理分析??? 62.1 光功率计的工作原理??? 62.2 光电二极管的工作原理??? 72.3 电流/电压变换??? 92.4 信号调理及模数转换??? 92.5 控制??? 10第三章 系统硬件设计??? 103.1 MSP430F149单片机简介??? 103.2 程控电流/电压放大变换电路??? 113.3 信号调理电路??? 123.4 数据采集??? 133.5 串口通讯??? 15第四章 下位机软件设计??? 164.1 开发环境简介??? 164.2模数转换程序设计??? 164.3 串口通讯设计??? 18第五章 基于labview串口通讯上位机程序设计??? 225.1? Labview简介??? 225.2? labview串口通讯构成??? 235.3? labview实现光功率计数据采集系统??? 24第六章 小结??? 27参考文献??? 28致谢??? 29