基于PIC32的相干光发射与接收系统设计与实现

统中有两个作用：把连续激光变成120NS的脉冲光，第一：发送端作为本地载波。第二：接收端作为本地振荡信号，提供时钟。

这里使用的是MT80-B30AI-IR声光调制器，由于器件提供线性调制，我们理论上要按照器件提供的参数操作：

由串口控制：

由于控制接口采用的是44端的并行端口，这里面要找数量多点的IO端口进行输入，实验室采用的是具有53个IO端口的PIC32作为编程器。这里面考虑2个方面的控制

脉冲光的频率：

输出频率设置为：80MHZ,代入上式：

=343597383.68

变为2进制：00101000011110101110000101000111

用PIC单片机输出，输出前先锁存，稳定后输出,只设两个端口，一个输出0，一个输出1，保证频率不变。

主要是控制并口的：

这里面幅度有8位数控制，控制数与幅度大小成正比，也就是说从255到0控制幅度最大的值到最小的值。设置

8位码控制。实际上实验室采用的是10000001码，可以用并口直接写入。

控制时主要情况分析：首先是控制电源部分,通过单片机管脚写高电平，使用继电器单闸开关选择电源供电。数据流的写入就交给单片机IO端口完成。脉冲光控制：控制时钟设置：通过TC0作为定时器，选择控制脉冲宽度，一个定时器为4us，通过2个中断来设置脉冲宽度:比较匹配，溢出匹配。比较匹配中断：当达到匹配值的时候，产生匹配中断，输出光信号溢出匹配：定时器技术，达到计数值，产生中断溢出，停止光输出。

软件设计：直接用单片机写相应的码形。同步时钟通过主机发送，当有数据流时，主机发送一个控制时钟信号，每个信号脉冲触发一次外部的中断。外部中断重新清除定时器，重新开始计数控制脉冲宽度。

2.1.2电光控制模块

发送方需要把待发送信息调制到光载波上。在本系统中，就是利用电光调制来实现信息的调制。其中包括幅度调制和相位调制。电光调制即在光脉冲信号中加入有用信息，电路包括主要包括：信息产生电路，幅度控制电路，相位控制电路。下面一步一步来分析：信息产生电路：由FPGA产生随机高斯数信号幅度控制电路：通过单片机控制数字信号转换成模拟信号控制幅度调制器。 相位控制电路：通过单片机控制数字信号转换成模拟信号控制相位调制器。

图10. 电光调制硬件结构图

主要是通过Labview产生4位随机码，通过PIC变化成8为高斯随机码，然后通过DA转换器，把信号变成模拟信号，模拟信号经两个声光调制器，首先进行幅度调制，然后进行相位调制。

电源部分：分析供电部分:PIC单片机采用5V供电，一个MC7812或者LM7812 提供12V电压，一个MC7805或者LM7805提供5V电压，通过LM117把5V电压将为3.3V。电流在500MA保持住.电路设计图如下：

随机数产生：

上位机采用LABVIEW程序产生随机高斯数，通过数据采集卡输出4位随机数，模拟有用信号。LABVIEW是NI公司设计一种虚拟仪器软件。虚拟仪器(virtual instrumention)是基于计算机的仪器。计算机和仪器的密切结合是目前仪器发展的一个重要方向。粗略地说这种结合有两种方式，一种是将计算机装入仪器，其典型的例子就是所谓智能化的仪器。随着计算机功能的日益强大以及其体积的日趋缩小，这类仪器功能也越来越强大，目前已经出现含嵌入式系统的仪器。另一种方式是将仪器装入计算机。以通用的计算机硬件及操作系统为依托，实现各种仪器功能。LabVIEW(Laboratory Virtual instrument Engineering)是一种图形化的编程语言，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。它还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。这是一个功能强大且灵活的软件。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。图形化的程序语言，又称为“G”语言。使用这种语言编程时，基本上不写程序代码，取而代之的是流程图或流程图。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，因此，LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

下面是设计的随机数参数软件界面：

幅度控制电路：

幅度控制和相位控制都是来控制输入电压，通过输入电压的改变来改变光载波的幅度与相位。

按照说明书通过这个公式控制幅度：

电光相位调制器驱动源的输入范围为0V到4V，而电光振幅调制器驱动源的输入范围为0.3V到1V。

相位控制电路：

相