基于ARM+FPGA全光纤激光器嵌入式控制系统的设计

发布时间：2021-07-21 08:56

　　近年来,光纤激光器凭借优异的综合性能,在全球工业激光器市场的份额占比接近达到50%以上。在国内市场上,国外光纤激光器占绝大多数份额,为达到更高的国产化率,实现激光器功能的多样化,就需要对光纤激光器的电子控制系统进行研究设计。在光纤激光器工作时,电子控制系统相当于大脑一样,它性能的优异将决定激光器系统的可靠与稳定。本论文的第一部分介绍了光纤激光器的国内外发展现状,分析了不同厂家的激光器电子控制系统控制核心的区别,提出了基于ARM+FPGA的双核心嵌入式控制系统的总体方案。第二部分主要是电子控制系统的硬件电路部分设计,硬件电路主要包括FPGA最小系统、ARM最小系统、温度检测模块、光学检测模块、ADC采集电路、DAC功率控制电路、以太网通信模块、串口RS232通信模块以及硬件电路的抗干扰设计。在硬件电路的设计过程中,还分析了各类IC选取的参数要求。第三部分是在前面硬件电路设计的基础上做的系统软件设计,主要包括以下四个大类:基于C语言开发的ARM程序设计、基于Verilog HDL语言开发的FPGA的程序设计、基于C#语言开发的上位机软件程序设计、以及FreeRTOS实时操作系统的移植构建。... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全光纤激光器

5图 2-2 电子控制系统总框架漏光检测：主要是由 PD 光电二极管传感器配合 ADC（模数转换）芯片组成，检测 CLS、QBH 的漏光情况，当漏光量超标之后，激光器的控制系统会立即停止出光，关断激光器泵浦原的电源电流，直到光学报警清除后才能重新打开激光器。温度检测：主要是由负温度系数热敏电阻（NTC）传感器配合 ADC（模数转换）芯片组成，检测环境温度、水流温度、机箱温度、LD 模块温度等。当温度超过设定值，会自动向激光器监测系统报警，待警报清除之后再打开激光器。

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【参考文献】：
期刊论文
[1]国内外粮食价格对比分析[J]. 戚明贤.  经营与管理. 2014(08)
[2]从专利角度分析我国半导体激光器产业的技术现状[J]. 喻天剑,刘文治.  产业与科技论坛. 2014(06)
[3]NTC热敏电阻温度特性研究[J]. 孙庆龙.  大学物理实验. 2013(04)
[4]基于ARM+DSP+FPGA的可重构CNC系统[J]. 董海涛,庄淑君,陈冰,陈幼平.  华中科技大学学报(自然科学版). 2012(08)
[5]浅谈以太网技术的宽带接入[J]. 翟正光.  中国新技术新产品. 2012(09)
[6]基于ARM和FPGA的经济型数控系统硬件设计与实现[J]. 刘更,王清理,孟伟,赵甫,张宝.  计算机工程与设计. 2012(04)
[7]FPGA跨时钟域亚稳态研究[J]. 周伟,杜玉晓,杨其宇,张育俊,曾浩.  电子世界. 2012(03)
[8]基于对数的NTC热敏电阻测温系统的设计[J]. 梅小雨,许昌,魏艳红.  自动化与仪表. 2011(05)
[9]半导体激光器稳恒功率控制系统的设计[J]. 陈军,张认成,丘华兰,董英萍.  华侨大学学报(自然科学版). 2009(06)
[10]大功率光纤激光器技术及其应用[J]. 宋志强.  山东科学. 2008(06)

博士论文
[1]大功率全光纤激光器及其关键器件技术研究[D]. 赵保银.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[2]脉冲光纤激光器和放大器技术的研究[D]. 高存孝.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009

硕士论文
[1]基于ARM+FPGA的嵌入式数控系统硬件设计[D]. 刘建康.哈尔滨工业大学 2013
[2]新型半导体激光器电源的研制[D]. 张薿文.电子科技大学 2010
[3]压电材料多次压电效应理论模型的仿真研究[D]. 江亮.大连理工大学 2008



本文编号：3294721