超声波驱鸟器设计激光束发生器部分
超声波驱鸟器是运用单片机进行设计，当传感器探测到鸟类飞近时，启动系统发出超声波刺激鸟类的神经系统，同时根据鸟类害怕激光的特点，启用激光束刺激鸟类的视觉神经系统，破坏鸟类的生存环境，从而驱逐鸟类靠近防御区域，以达到杜绝鸟害，保证安全的目的。本文主要是对激光束发生器部分的设计，首先简单介绍了激光驱鸟的原理和优点，然后根据实验数据选择合适的激光。同时对激光束发生器的原理、激光器的主要特性、激光器输出功率的影响因素进行概述。设计了激光驱动电源的电路，包括以AT89C51单片机为核心的时钟模块、复位模块、显示模块、扫描模块、驱动模块等。关键词 驱鸟器，半导体激光器，激光驱动电源，AT89C51
目 录
1、绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 激光器的现状 1
1.3 激光驱鸟的原理及优点 2
1.4 课题的工作内容 3
2、 激光和激光器的选择 3
2.1激光波长的选择 3
2.2激光器的选择 4
3、激光束发生器的原理和概述 5
3.1基本原理 5
3.2激光器的主要工作特性 7
3.3输出功率影响因素 8
4、 激光束发生器硬件设计 9
4.1 设计方案结构图 9
4.2 单片机主控电路 9
4.3 AD/DA采集电路 11
4.4 扫描电路 13
4.5 显示电路 14
4.6激光束发生器驱动电路 15
5、激光束发生器软件部分设计 19
5.1信号变换驱动控制流程 19
5.2 扫描电路软件控制流程 19
5.3 液晶显示软件控制流程 20
5.4 Proteus软件设计仿真 21
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 27
附录B 28
1、绪论
1.1 课题研究背景
近些年来，人类的活动范围越来越大，对自然环境造成了很坏的影响，所以适合鸟类生存的环境正在大幅度缩减。在这种情况下，大 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
量鸟类就开始在机场、果园、输电铁塔、高压塔杆、变电站等地生活、休息、筑巢和繁衍，给航空、电力、农业等各行业都带来了很大的安全隐患和损失。
在一些地方鸟将鸟巢筑在电力系统输电线路的杆塔上，但是随着鸟类活动范围的扩大和电网规模的扩张，鸟害对输电线路造成的闪络跳闸现象也越来越多，呈逐年上升的趋势，可见鸟类对电网运行的影响还是很大的。尤其是超高压远距离大容量传输线路的鸟害事故引起的跳闸，更是严重的危害着电网的安全运行。
鸟害对我们各方面的生活都产生了极大的影响，不仅给国家和百姓带来了巨大的经济损失，而且对正常的生产、生活秩序也产生了严重的影响。所以，驱鸟问题需要尽快解决。因此，为了保证电力系统网络的有效运行，并且实现向用户持续供电，有效防范和缩减因鸟类活动引起的线路故障具有至关重要的意义，寻找一种价格低、实用性强、环保无污染的防御鸟害的方法已经成为当前十分紧急的问题。
1.2 激光器的现状
由半导体材料制成的激光器叫做半导体激光器，它又被称为激光二极管。因为它们的物质结构不同，所以产生激光的过程也不同。激光器一共有三种激励方式，分别是电注入、电子束激励和光泵浦[1]。半导体激光器共有同质结、单异质结、双异质结等几种，在室温条件下多为脉冲器件的是同质结激光器或单异质结激光器，可实现连续工作的是双异质结激光器。
最经常使用的一类激光器是半导体二极管激光器，它的优点是体积小、寿命长。并且为了泵浦它的工作电压和电流与集成电路兼容可以采用简便的注入电流的方法，因此可以和它单片集成。并且为了获得高速调制的激光输出它可以用高达GHz的频率直接进行电流调制。因为具有这些特点，所以半导体二极管激光器广泛应用于光纤通信、激光打印机、光盘、激光指示器（激光笔）、激光扫描器，是目前生产量最大的激光器。
1.2.1国内现状
我国对半导体激光器的研究起步较晚，并且是在国外成熟的理论上对激光器驱动电源进行研究的。虽然起步晚，但是在国内科研人员的共同努力下，我们仍然取得了很大成就。从国内的主要期刊刊登的论文情况来看，我国对半导体激光器主要的研究方向有两个，一是通过控制激光器注入电流来实现对激光器输出功率的控制，二是通过控制激光器的工作温度来实现对激光器输出功率的控制。并且将这两个方面的研究成果进行归纳整合，在这两个方面对激光器进行综合控制，研究制造出一系列多功能的半导体激光器驱动电源。
1.2.2国外现状
国外对半导体激光器的研究已经取得了非常不错的成就，尤其是在电调谐和驱动电源两个方面，很多国家的半导体激光器驱动电源的研制技术已经相当完善，比如德国、日本、英国等，这些国家的技术水平远远高于我们国家的研究水平[2]。尤其是日本，大量的代表半导体激光器研制技术发展方向的高水平文章在光学杂志《Optical Review》中发表。
意大利的主要技术是半导体激光器恒功率控制。激光器恒功率控制的一种传统方法就是通过检测光电管电流来控制激光器输出功率，他们调节激光器注入电流的依据是光电管电流的改变，直到输出功率稳定在设定值范围内。
在日本，研究人员提出一种方法来获得输出激光的特点，这种方法就是通过测量相位偏移以获得激光的特点，然后把这些特点回馈给计算机进行处理，从而进一步调节激光器的注入电流，实现对激光器的调制，激光干涉仪通过使用这种激光器调制方式调制后具有较高的精度和稳定性,他们还对这种方法提出了改进的地方，为了进一步提高精度，可以把计算机发出的调制信号让压电陶瓷来接受，并且自动调整干涉仪的位置，从而可以得到最好的光学效果[2]。英国的研究人员提出了相似的方法，他们对半导体激光器的输入电流的调制是采用CCD和正弦相位调制进行的，激光信号通过调制后具有更高的精度。
1.3 激光驱鸟的原理及优点
激光驱鸟利用鸟类对波长为532nm的绿色光谱高度敏感的特点，使用绿色激光束扫描工作区域，工作时发出绿色激光，模仿生物产生视觉反射的条件，绿色激光扫过来时，鸟类如同看到一根绿色大棒，鸟儿受到绿色激光束的刺激，出于求生反应而飞离受保护区域[3]。
目 录
1、绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 激光器的现状 1
1.3 激光驱鸟的原理及优点 2
1.4 课题的工作内容 3
2、 激光和激光器的选择 3
2.1激光波长的选择 3
2.2激光器的选择 4
3、激光束发生器的原理和概述 5
3.1基本原理 5
3.2激光器的主要工作特性 7
3.3输出功率影响因素 8
4、 激光束发生器硬件设计 9
4.1 设计方案结构图 9
4.2 单片机主控电路 9
4.3 AD/DA采集电路 11
4.4 扫描电路 13
4.5 显示电路 14
4.6激光束发生器驱动电路 15
5、激光束发生器软件部分设计 19
5.1信号变换驱动控制流程 19
5.2 扫描电路软件控制流程 19
5.3 液晶显示软件控制流程 20
5.4 Proteus软件设计仿真 21
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录A 27
附录B 28
1、绪论
1.1 课题研究背景
近些年来，人类的活动范围越来越大，对自然环境造成了很坏的影响，所以适合鸟类生存的环境正在大幅度缩减。在这种情况下，大 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
量鸟类就开始在机场、果园、输电铁塔、高压塔杆、变电站等地生活、休息、筑巢和繁衍，给航空、电力、农业等各行业都带来了很大的安全隐患和损失。
在一些地方鸟将鸟巢筑在电力系统输电线路的杆塔上，但是随着鸟类活动范围的扩大和电网规模的扩张，鸟害对输电线路造成的闪络跳闸现象也越来越多，呈逐年上升的趋势，可见鸟类对电网运行的影响还是很大的。尤其是超高压远距离大容量传输线路的鸟害事故引起的跳闸，更是严重的危害着电网的安全运行。
鸟害对我们各方面的生活都产生了极大的影响，不仅给国家和百姓带来了巨大的经济损失，而且对正常的生产、生活秩序也产生了严重的影响。所以，驱鸟问题需要尽快解决。因此，为了保证电力系统网络的有效运行，并且实现向用户持续供电，有效防范和缩减因鸟类活动引起的线路故障具有至关重要的意义，寻找一种价格低、实用性强、环保无污染的防御鸟害的方法已经成为当前十分紧急的问题。
1.2 激光器的现状
由半导体材料制成的激光器叫做半导体激光器，它又被称为激光二极管。因为它们的物质结构不同，所以产生激光的过程也不同。激光器一共有三种激励方式，分别是电注入、电子束激励和光泵浦[1]。半导体激光器共有同质结、单异质结、双异质结等几种，在室温条件下多为脉冲器件的是同质结激光器或单异质结激光器，可实现连续工作的是双异质结激光器。
最经常使用的一类激光器是半导体二极管激光器，它的优点是体积小、寿命长。并且为了泵浦它的工作电压和电流与集成电路兼容可以采用简便的注入电流的方法，因此可以和它单片集成。并且为了获得高速调制的激光输出它可以用高达GHz的频率直接进行电流调制。因为具有这些特点，所以半导体二极管激光器广泛应用于光纤通信、激光打印机、光盘、激光指示器（激光笔）、激光扫描器，是目前生产量最大的激光器。
1.2.1国内现状
我国对半导体激光器的研究起步较晚，并且是在国外成熟的理论上对激光器驱动电源进行研究的。虽然起步晚，但是在国内科研人员的共同努力下，我们仍然取得了很大成就。从国内的主要期刊刊登的论文情况来看，我国对半导体激光器主要的研究方向有两个，一是通过控制激光器注入电流来实现对激光器输出功率的控制，二是通过控制激光器的工作温度来实现对激光器输出功率的控制。并且将这两个方面的研究成果进行归纳整合，在这两个方面对激光器进行综合控制，研究制造出一系列多功能的半导体激光器驱动电源。
1.2.2国外现状
国外对半导体激光器的研究已经取得了非常不错的成就，尤其是在电调谐和驱动电源两个方面，很多国家的半导体激光器驱动电源的研制技术已经相当完善，比如德国、日本、英国等，这些国家的技术水平远远高于我们国家的研究水平[2]。尤其是日本，大量的代表半导体激光器研制技术发展方向的高水平文章在光学杂志《Optical Review》中发表。
意大利的主要技术是半导体激光器恒功率控制。激光器恒功率控制的一种传统方法就是通过检测光电管电流来控制激光器输出功率，他们调节激光器注入电流的依据是光电管电流的改变，直到输出功率稳定在设定值范围内。
在日本，研究人员提出一种方法来获得输出激光的特点，这种方法就是通过测量相位偏移以获得激光的特点，然后把这些特点回馈给计算机进行处理，从而进一步调节激光器的注入电流，实现对激光器的调制，激光干涉仪通过使用这种激光器调制方式调制后具有较高的精度和稳定性,他们还对这种方法提出了改进的地方，为了进一步提高精度，可以把计算机发出的调制信号让压电陶瓷来接受，并且自动调整干涉仪的位置，从而可以得到最好的光学效果[2]。英国的研究人员提出了相似的方法，他们对半导体激光器的输入电流的调制是采用CCD和正弦相位调制进行的，激光信号通过调制后具有更高的精度。
1.3 激光驱鸟的原理及优点
激光驱鸟利用鸟类对波长为532nm的绿色光谱高度敏感的特点，使用绿色激光束扫描工作区域，工作时发出绿色激光，模仿生物产生视觉反射的条件，绿色激光扫过来时，鸟类如同看到一根绿色大棒，鸟儿受到绿色激光束的刺激，出于求生反应而飞离受保护区域[3]。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1241.html
