整体框图如图3.1所示,分为四个部分,分别是光学系统、CCD前端板、STM32
主控板和上位机。混合光进入光学系统,先是通过一个狭缝,狭缝把混合光变成
各个方向的分散光束。分散光束照射在透镜上,把分散光变成平行光,平行光作
用在有倾斜角的光栅上,就把复合光分散成了各个颜色的光束,分散的光束照射
在CCD上,形成我们要的光信号。光学系统产生的光信号作用在CCD上,经
过前端板的处理,进入主控板。主控板通过三路定时器的PWM功能分别产生三
路驱动信号ICG, SH和M信号去驱动CCD。同时STM32的ADC开始采集来
自前端板的数据,STM32内部ADC是12位的,通过配置DMA模式,在采集
的过程中不占用CPU资源。当一帧数据采集完成后,USB把内存里面的数据打
包传到上位机,保存和显示。在软件实现的过程中,采用了定时器精确定时来开
启/关闭时序和ADC,这样,保证了每次采集到的数据是一帧完整的数据, USB
传输是基于USB2.0的传输协议,在STM32中,USB传输数据利用USB控制器,
USB控制器也是一个独立的模块,在工作的过程中不需要CPU的参与就能完成
传输功能。由于PWM和ADC都不占用CPU,所以,在采数期间,CPU可以随
时等待来自上位机的控制命令。由于利用STM32内置了USB, ADC、定时器和
串口等模块,所以外围电路简单,布板面积可以做的很小,大大节省了硬件成本
和布板面积,STM32光谱仪广泛运用于低成本设计领域。
|