基于网络的分布控制式半导体激光器阵列

机控制模块、受控开关模块和电源模块。下面对这四部分进行具体说明。

　　2.2.1网络接口模块

　　网络接口采用HR911105A网络变压器来获取10BASE-T网线中的信号，采用Microchip公司的enc28j60网络控制芯片来实现对网络数据的获取和处理。嵌入式系统开发可选的独立以太网控制器大都是为个人计算机系统设计的，如RTL8019、AX88796L、DM9008、CS8900A、LAN91C111等。这些器件不仅结构复杂，体积庞大，且比较昂贵。目前市场上大部分以太网控制器的封装均超过80引脚，而符合IEEE 802.3协议的ENC28J60只有28引脚，既能提供相应的功能，又可以大大简化相关设计，减小空间。

　　ENC28J60以太网控制器的主要功能包括：

　　符合IEEE 802.3：内置10 Mbps以太网物理层器件(PHY)及媒介接入控制器(MAC)，可按业界标准的以太网协议可靠地收发信息包数据;

　　可编程过滤功能：特殊的过滤器，包括Microchip的可编程模式匹配过滤器，可自动评价、接受或拒收Magic Packet?、单播(Unicast)、多播(Multicast)或广播(Broadcast)信息包，以减轻主控单片机的处理负荷;

　　10Mbps SPI接口：业界标准的串行通讯端口，低至18引脚的8位单片机也具有网络连接功能;

　　可编程8 KB双端口SRAM缓冲器：以高效的方式进行信息包的存储、检索和修改，以减轻主控单片机的内存负荷。该缓冲存储器提供了灵活可靠的数据管理机制。

　　2.2.2单片机控制模块

　　PIC32单片机借助SPI通信协议与网络控制芯片enc28j60进行通信。SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线SS。借助SPI通信协议，单片机可以高速地与enc28j60进行通信。由于本项目实现的是TCP/IP通信，而建立起TCP连接最主要的用途是实现HTTP通信。单片机接收到的待处理数据会经过数据处理函数，若检测到有TCP连接建立的请求，则进行相应处理。当建立了TCP连接后，就可以通过TCP连接发送和接收HTTP通信数据。

　　PIC32单片机在接收到正确的HTTP GET请求后，便进行相应处理，返回用户需要的网页，这样就实现了一个简单的web server应用。

　　2.2.3受控开关模块

　　受控开关是借助固态继电器来实现使用单片机控制大型用电器这一功能的。固态继电器的高电压开关串接在插排导线中，单片机的IO口通过三极管放大电路接继电器的低电压开关，实现低电压控制高电压开关的功能。

　　2.3 温度传感与控制模块

　　温度是大功率激光二极管性能恶化、寿命缩短的主要因素，温度升高不仅使输出功率下降，并且影响波长的稳定性。本系统设置了闭环温度控制系统，精确地控制了工作温度，使激光二极管输出稳定的波长。以PIC32单片机为控制核心，采用高精度的单总线的数字温度计DS18B20，结合TEC半导体制冷器，对半导体制冷器的驱动采用脉宽调制，来实现对半导体激光器精密温度的控制

　　2.3.1 温度传感器介绍

　　DS18B20是美国DALLAS公司采用单总线技术生产的一种新型数字式温度传感器.所渭单总线技术是将地址线、数据线、控制线合为一根信号线，实现了一根数据线上进行舣向数据传输，最大限度地节省了通讯线的数量，使系统功能的完整化、构成的简单化成为可能.这类温度传感器的输入和输出均为数字信号，且以串行方式与外部连接，因此可以很容易地集成到应用系统中，简化系统的设计.DSl8820是利用温敏振荡器的频率随温度变化的关系，通过对振荡周期的计数来实现温度测量的.为了扩大测温范围和提高分辨率，它使用了一个低温系数振荡器和一个高温系数振荡器来分别进行计数，并采用非线性累加器等电路来改善线性，故此DSl820有良好的特性。

　　2.3.2制冷模块介绍

系统中我们采用半导体制冷器作为致冷元件.它是依据帕尔帖效应制作的，具有体积小、重量轻、制冷效率高等特点.特别适用于有限空间的致冷.由于半导体致冷器具有当改变组件的工作电流极性时，它既可致冷又可以致热;改变通过组件电流强度便可调整致冷功率

的特点.所以使用它我们能很容易地控制温控电路的温控方式(输入极性正接一制冷;输入极性反接一制热)以及制冷/制热量的大小.在本系统中我们采用两片半导体致冷器TEC- 12707，一片用于制冷，一片用于制热.它们的最大工作电压为15 4 v.最大工作电流为6 A，吸热量为65w。