2.3   电源系统和键盘显示系统

       电源系统是整个系统的动力装置。为了使整个系统便于携带和野外校准，以及在测试时便于移动，采用便携式免维护的铅酸电池给系统供电。两节12V的铅酸电池经四个7805和四个7905变换后分别给16个探测单元提供正负电源。

       为了消除探测单元的引线长和功耗大所造成的压降，将16个探测单元分成四组每组四个（比如，第一组的四个由1号探测单元、2号探测单元、3号探测单元和四号探测单元组成。其他的以此类推。），每组都有一个7805和一个7905分别给其供电。这样就解决了低电压长距离大功耗的探测单元供电的问题。  

键盘显示系统是一个独立的系统，中央处理器89C52采用直接访问的方式控制液晶显示模块19264；采用中断扫描的方式查询16个矩阵式键盘按键；采用串行异步通信方式与控制单元进行通讯。这样的键盘设计具有很强的可移植性，可以很方便的应用到其他系统中。  

       3  软件设计

       3.1  控制单元程序

       控制单元首先要接受到键盘命令，然后根据键盘命令执行相应的操作任务，如下载采集结果，进行数据分析、数据处理、数据存储、数据上传和时钟处理等，且这些任务是可以交错执行的。如图4所示。

       初始化子程序包括串行口的初始化、探测单元地址的初始化和全局变量的初始化。读键子程序是通过通讯接口从键盘显示系统或上位机处接受键盘命令。控制单元接收到键盘命令后，根据显示第几屏的全局变量执行相应的操作。下载采集结果是指控制单元控制采集单元进行数据采集并从采集单元处下载到最新的数据。数据分析和数据处理将采集到的数据进行数据修正后计算辐照不均匀度，然后将分析结果存储到24C04或计算机的数据库中并通过键盘显示系统或上位机将不均匀度显示出来。时钟处理主要是记录每次测量的时刻并存储或显示出来。 

       3.2   探测单元程序

       探测单元的主要任务是完成对光信号的采集。模数转换器ICL7135与单片机的接法采用中断计数法。这种方法是依据ST选通脉冲信号的序列与万、千、百、十、个位BCD码有着严格的对应关系而设计的。用一内存单元存入尚待读入的BCD码位数，每中断一次，位数加1，直到将BCD码读完。这种方法可以省去∼的接线，从而简化了硬件结构。由于没有负的光强，故可以不考虑7135的极性信号。

       利用一般的阻容网络产用125kHz的脉冲信号作为7135的时钟信号。5D1D探测单元完成采集数据后，必须上传给控制单元完成数据的处理与分析。由于16个探测单元都挂在同一根RS485总线上，为了避免总线的冲突，16个探测单元都处于数据接受的状态，等待控制单元的命令，然后根据控制单元命令进行相应的操作。当某一个探测单元接收到要求该探测单元上传数据的命令时，则该探测单元上传数据，其它探测单元仍处于命令接收的状态。上传数据有8位组成：第一位是帧头，第二位是探测单元地址，第三位到第七位是采集到的数据，第八位是数据的累加和，用作数据的校验。 

       3.3  计算机程序

       计算机程序主要有主面板模块、菜单模块和帮助模块三大模块来完成。主面板模块的布局与键盘显示面板的布局是一样的，如图5所示。这样，用户只要熟悉其中的一种，就会使用另一种，无需重新学习。与操作键盘显示器相比，操作计算机的优越性在于计算机的操作面板带有强大的菜单模块，操作者可以不必利用按键进行翻页，而利用菜单直接达到目的。另一个优点就是计算机操作面板带有强大的帮助系统，操作者如果对系统的操作有不清楚的地方可以随时开启即时帮助系统或者在菜单帮助系统中的进行查询。这三个模块采用并行结构，相不干扰各自的运行。  

       4  结束语

       太阳模拟器不均匀性的测试系统解决了脉冲式太阳模拟器辐照不均匀度的测量问题。由于本系统采用了单片机加计算机的灵活模式，即体现了仪器的便携性，又考虑到设备维护、测试操作的方便性和直观性。利用快门法完成设计，一次闪光即可完成辐照不均匀度的测量。各个分系统之间利用通讯串口进行通讯，使分系统具有很强的可移植性，可以很方便的应用到其它系统中。