基于C8051F410单片机的光纤传输组件设计
3 软件设计
3．1 信号采集
采用以单片机为核心的数字化信号处理和光纤数字化传输的设计方法，数据处理和数据传输均以数字化方式进行。数字化信号处理方式具有精度高、性能好、抗干扰能力强的特点。文中选用Silicon公司的C8051F410单片机，其内部带有多路模拟开关，两个12 bit分辨率的模数转换器。ISL21009BFB825Z芯片提供外部2．5 V基准电压，定时采样四路输入模拟电压信号，并将其转换为量化的数据字节存储在不同的设定起始单元。该单片机对数据信号进行信号处理和打包传输，使多路信号合并为一路数据，且多路信号的传输只需通过一根光纤即可完成。
3．2 数据自检
本设计采用通用的CRC校验法，在内存地址中存放与组件发射端自检有关的信息，将自检的结果信息编码后放入内存。把包含有信号转换数据和自检信息的内存地址作为一组整体数据，对该组数据从首字节开始进行循环冗余校验编码，直至末字节。编码后的两字节附加信息放入存放信号数据内存的地址后面，作为校验数据。数据传输时含有校验数据的数据帧按时序要求发送，接收端接收数据后根据设定的算法解析出CRC码，并判断传输数据是否有误。一旦数据失真，则该数据作废，并发出重新发送信号给发射端。
4 实验数据
4．1 电压传输信号
技术要求：电压传输幅度为0．5～4．5 V，电压传输精度≤0．4％FS。
分别向高压端的4路电压信号输入端输入0．500 V、1．500 V、2．500 V、3．500 V、4．500 V的电压信号，用万用表测低压端对应的4路电压信号输出端的输出电压，数据如表1所示。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/170438.htm
4．2 故障保护信号
技术要求：故障保护信号传输延时应≤200 ns，用信号发生器向高压端脉冲信号输入端输入频率为1 MHz，高电平为5 V，低电平为0 V的方波信号。用示波器测低压端对应的信号输出端输出的方波信号上升沿与高压端输入方波信号上升沿的延时，即为故障保护信号传输延时。其实验数据如表2所示。
4．3 脉冲控制信号
技术要求：传输脉冲宽度1～200μs，幅度15．0±0．5 V。用信号发生器分别向低压端的2路脉冲信号输入端分别输入宽度为1μs、100 μs、200μs，脉冲幅度为15 V的信号，用示波器测高压端对应的2路脉冲信号输出端输出信号的脉冲宽度和幅度；实验数据如表3所示。
4．4 可调电阻测量
技术要求：可调电阻输出范围为0．2～4．5 kΩ。向接收端17脚、18脚、19脚、20脚加入控制信号，测量发射端17脚和18脚之间，19脚和20脚之间的电阻。实验数据如表4所示。
4．5 数据分析
由以上数据可见，电压传输信号测量输入电压与输出电压最大相差4 mV，精度为0．08％Fs，满足0．4％FS的技术要求。故障保护信号传输延时为100 ns，小于技术要求的200 ns。脉冲控制及可调电阻测量如表3和表4所示，均实现了设计功能，符合指标要求。
5 结束语
以C8051F410单片机为核心设计了一款可传输多路模拟、数字、脉冲信号的光纤传输组件，该组件设计新颖、体积小、抗干扰能力强。目前已成功应用在某新型整机设备中。
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