5 系统结果 25

5.1 软件调试与仿真 25

5.2实物制作与硬件调试 27

结论 28

致谢 29

参考文献 30

附录 32

程序源代码 32

1 引言

1.1课题研究背景

1.1.1 二维扫描系统在各领域测量中的应用

随着时代的进步，微电子技术的发展越来越快，从而单片机系统在工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、通信等领域的应用越来越广泛。与此同时，人们对各个领域内的测量要求越来越高，因此将单片机控制技术与二维扫描技术相结合而产生的基于单片机平台的二维扫描系统应运而生，在各领域内的测量中得到广泛应用。

在诸如显微镜物镜、大规模集成电路、光盘磁盘等工业制造行业，要了解产品的质量、性能，就要对加工的工件的表面轮廓进行测量，人们通常借助二维扫描系统对加工的工件进行表面轮廓的测量，例如王元庆提出了一种利用二维扫描系统、干涉共模抑制和光电信号共模抑制技术的测量方法，能够实现光滑表面微观轮廓的测量[1]。

在生物学领域，生物芯片技术在DNA序列测定、突变与多态性检测、基因表达检测及样品分离与分子扩增等方面应用广泛，生物芯片所包含的信息必须通过二维扫描装置读出，郑旭峰、王立强等人设计了一种光机二维扫描系统读取生物芯片，该装置由振镜和 扫描物镜构成一维光扫描系统，用步进电机驱动扫描工作台移动构成另一维的机械扫描系统，能够快速而准确的进行测量[2]。

在卫星成像领域，二维动态测角的准确性关系到扫描成像的质量高低。夏晖提出一种利用球面镜和柱面镜组合成像的二维动态测量系统，采用两片独立的高速线阵CCD分别提取两个方向上的角度信息，实现二维动态测角[3]。论文网

总而言之，人们可以针对待测对象的特点，借助二维扫描系统，结合不同的测量技术，获得所测对象的各种信息。

在对二维平面内光场特征参数的分布进行测量时，现有的许多光电系统或仪器是采用手工逐点测量，位置的分辨能力不强，针对这种情况，本课题研究了基于单片机的步进光学测试平台控制技术，利用单片机对步进电机实现精确控制，使步进电机对光场进行二维扫描，对光场内的各点的特征参数进行测量。

1.1.2 基于单片机的应用系统

单片机是一种集成电路芯片，具有小巧灵活、成本低、可靠性好、易扩展等优点，广泛应用于工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、通信等领域[4]。

国内外对单片机的应用做了许多研究，下文以仪器仪表领域的若干实例说明其应用。

温度检测在食品、医疗、气象等领域得到广泛应用，王勇、叶敦范二人设计了一种基于AT89S51的便携式实时温度检测仪[5]，该检测仪以AT89S51为核心，通过传感器DS1629采集当前的时间和温度信号，送入存储单元AT24C02存储以备查询,LCD显示当前时间及温度, 使用者可通过外接PS2 键盘控制系统的工作状态，整个设计所用器件均为低功耗器件,体积较小。

智能化数字电度表的电能计量精确度较高，正逐渐代替传统的机电式电度表，针对这种趋势，王勇、殷蔚民提出了一种以AT89S51为核心的电量计量系统[6],系统通过电能计量专用芯片AD7优尔采集用电量数据，时钟芯片DS1302 提供当前的时间信息，利用AT89S51处理数据，数据送入存储单元AT24C02存储以备查询，单片机将电量、电费和时间数据送到LCD显示，使用者可通过外接PS2键盘控制系统的工作状态。该方案能对电量的计量值进行算法校正，功能比较齐全，并能够查询过去时刻的电量和电费情况。