基于單片機的激光共聚焦掃描系統(tǒng)的研究
2 掃描系統(tǒng)
激光共聚焦掃描一個很重要的部分便是掃描控制技術,本系統(tǒng)采用的是光學掃描成像技術。
本激光高速掃描系統(tǒng)中采用單片機作為系統(tǒng)控制的核心,用以實現(xiàn)對掃描系統(tǒng)的控制。通過單片機控制振鏡的偏轉實現(xiàn)光學掃描,因此只有實現(xiàn)振鏡良好控制才能實現(xiàn)激光高速掃描。
2.1 單片機控制系統(tǒng)
該激光掃描控制系統(tǒng)采用單片機AT89S51處理器為核心,如圖2所示,整個系統(tǒng)包括快速振鏡驅動及時鐘部分、慢速振鏡部分、電平轉換部分、D/A轉換、信號探測及處理部分、數據采集部分。本文引用地址:http://2s4d.com/article/171288.htm
系統(tǒng)通過電平轉換模塊將快速振鏡掃描時鐘板輸出的像素使能信號(RS232電平)轉換成單片機能接收的TTL電平接入單片機的外部中斷和外部計數端口,單片機對像素使能信號加以計數,通過外部中斷服務程序將像素使能信號的計數值讀出,并通過D/A轉換部分將其轉換成模擬信號,用來驅動慢速振鏡的偏轉。同時,電平轉換模塊將快速振鏡掃描時鐘板輸出的像素時鐘信號(RS422電平)也轉換成TTL電平接入A/D數據采集卡的觸發(fā)端,觸發(fā)采集卡進行信號的采集。PC機則通過串口控制單片機對掃描分辨率和幅度進行調節(jié)。
2.2 快速振鏡模塊
激光共聚焦掃描顯微鏡的光學掃描方式存在非線性畸變,當振鏡作等角掃描時,其像素點的間距存在差異,為了消除非線性畸變,可選用CRS系列振鏡。CRS系列掃描振鏡帶有像素同步脈沖,其作用是線性化整個掃描區(qū)域的采樣點位移,因此能夠很好的解決掃描區(qū)域的非線性問題。
(1) CRS振鏡
本系統(tǒng)Y方向振鏡選擇CRS 8k振鏡。CRS 8k振鏡是一種高頻共振掃描器件,其共振額定頻率是7910Hz,最大掃描角度26°。
(2)振鏡驅動板電路
CRS驅動板的設計特別考慮了掃描系統(tǒng)工作時相位特性和品質岡素Q存在的微小變化,驅動板包含了一個自身振蕩回路,用以保持掃描系統(tǒng)存工作中可以達到機械共振。
(3)像素時鐘板
像素時鐘是用來線性化整個掃描場。CRS振鏡存在一個正弦角位移,頻率等于該掃描振鏡工作時的共振頻率,這個正弦角位移就相當于振鏡工作時的一個噪聲,必須加以去除。使用恒速像素,邊沿象素就會擴散,中部會壓縮。而像素時鐘提供了速度更正,像素時鐘以不斷變化的速度,配合掃描儀的角速度變化來達到共振頻率。最小掃描失真的實現(xiàn)與線性化像素時鐘可以實現(xiàn)位像素等距掃捕場。而此時像素時鐘,便用來糾正小型掃描共振頻率變異和扭曲。
評論