基于串行通信的压电陶瓷驱动器的设计

摘 要： 基于计算机和单片机的串行通信的压电陶瓷驱动器的设计，采用Visual Basic6.0中的MSComm通信控件，实现计算机和单片机之间的串行通信。详细阐述了程序的设计流程，给出了部分程序代码。
关键词： 串行通信；压电陶瓷；Visual Basic6.0

　压电陶瓷由于其奇妙的压电效应被科学家们应用在与人们生活密切相关的领域，以实现能量转换、传感、驱动等功能。压电陶瓷在电场作用下产生的形变量很小，最多不超过本身尺寸的千万分之一。利用这微小的变化可以制作精确控制机构——压电驱动器，对于精密仪器和机械的控制等领域作用巨大。压电驱动器具有很高的位移分辨率以及抗干扰能力，并且控制方法简单，非常适用于微位移驱动，目前已被广泛应用于国防、生物医学、光电子等诸多领域[1-2]。调节压电陶瓷上的电压可以采用手动和计算机控制的方式，随着高性能D/A芯片的应用，使得计算机控制更加精确。计算机和外部电路(含单片机)的通信可以通过串口来实现。由于串行通信[3]具有高效可靠、价格便宜、遵循统一的标准等特点，使得串口通信在系统控制[4-5]的范畴中一直占据着极其重要的地位。Visual Basic 6.0提供了串行通信控件，可以轻松实现串口数据的交换。本文介绍通过PC和单片机之间的串行通信来实现压电陶瓷驱动器的设计，其中计算机作为上位机，单片机作为下位机。
1 硬件基础
　图1所示为系统的结构框图。由于上下位机串行口工作电平不一致，它们之间通过MAX232芯片将TTL电平转换为RS232电平。单片机选择了ATMEL公司的精简指令集单片机ATmega16，该款单片机功耗低，在正常模式下只有1.1 mA，最高工作频率可达16 MHz，具有可擦写的16 KB的可编程Flash，其内部的USART是一个高度灵活的串行通信设备，使用起来非常方便。D/A芯片采用ANALOG公司的12 bit分辨率的AD5344，AD5344具有并行输入接口，需要的控制线也不多，并且具有双缓冲输入逻辑，一片AD5344有4路输出。计算机通过串行口将数据发送给单片机，单片机将接收到的数据放在内部的SRAM中