摘 要： 本文用at89c51单片机和c51程序来实现单片机控制激光器扫描动态图像，解决了用计算机控制时较难解决的图像封口问题，对现有振镜实时控制，能输出简单动态图像。通过良好的实现情况，只要提高单片机的速度和存贮器容量，即可显示复杂的动态图像。

    关键词：单片机；c51语言；dac；控制

    引言

    当前，激光技术发展日趋完善，在基础研究、医疗、机械、通讯等领域广泛应用。目前多采用计算机进行可视化激光器控制，因为计算机有很高的速度和很大的存贮空间，可以控制大的系统。在控制中小型系统时，计算机的优势并不明显，而且软硬件复杂、成本较高。

    采用简单的控制系统来取代计算机这样复杂的系统，可以解决以上问题。在一般控制系统中，单片机可以代替计算机，其中被广泛使用的是at89c51单片机，它具有结构简单、价格便宜、控制性能良好、操作方便等优点。

    该控制系统，本质上是控制四路ttl电源电平，这方面作者作了一些有效尝试。

    本文利用单片机及c51程序控制激光器，使其在显示屏上描述图像。图像原始数据由autocad 等相关软件生成plt文件，再转化成c51数据模式。该控制系统主体控制程序是c51程序，由它控制激光描绘出相应的图像。

    单片机控制的激光广告仪系统

    硬件系统组成

    控制系统主要分为以下四个部分。

    控制部分：at89c51单片机，8mhz晶振。运行控制程序，向两个dac芯片发送控制指令，完成芯片的选择和数据的发送。

    dac部分：两个dac芯片dac0832lcn。完成数字信号向模拟信号的转换，在确认被选中后，对送上端口的8位数字信号进行转换。

    信号放大部分：两组双运算放大器ha17741。将数字图像转换成电压量，然后输出两路电源给光学扫描系统，控制x,y轴振镜。

    开关电源： 通过单片机的p1.4和p1.5端口，输出“1”或“0”来关闭和打开两路红绿激光电源。

    三色激光广告仪系统原理简图和构成

    原来的三色激光广告仪中的控制系统由计算机完成，现在由单片机来取代，如图1所示。单片机通过导入其中的c51程序来控制四路电平的输出。光学振镜扫描系统(上海通用扫描公司生产，型号为6001s)中x、y轴振镜步进机接受从运算放大器输出的模拟电压信号。正常的输入电压范围为±10v，系统设定±40o光学扫描角，单片机控制系统中输出电压范围为± 5v，所以对应的光学扫描角为±20o，这样的角度范围满足实验要求。

    其余sw1，sw2两路控制激光电源，一路是670nm的红色激光，另一路是532nm的绿色激光。运行程序控制激光发光及激光颜色，最后在演示屏幕上显示所要求的图像。

    图1 三色激光广告仪系统原理简图

    图2 双极性输出电路图

    图3 c51语音程序流程图

    图4 动态显示的椭圆和静态矩形

    同步输出

    两路d/a输出要求严格同步，采用图中接法，把数字量的输入锁存两路d/a转换输出，实现同步控制x、y轴振镜步进机。

    当振镜的响应频率远远低于cpu数据传输速率，同步和异步之间的输出差异将忽略，该系统也可采用异步输出。

    双极性输出

    振镜的转动不仅与输出模拟电压大小有关，而且与输出模拟电压的极性有关。所以在每个dac后要用两个运算放大器来实现双极性输出，如图2所示。双极性输出是在单极性输出的基础上再加一级电压放大器，最终输出的电压为。

    本系统中vref=+5v，所以输出的双极性电压范围