QCL

人工智能智能硬件案例ID：242903

朱六石

7 年经验· 海天精工

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案例介绍

嵌入式软件核心开发员
项目描述：
本项目旨在开发一款基于量子级联激光（QCL）的指定波长光谱仪，通过精确控制内部反光镜角度实现输出波长的连续可调。我在项目中全权负责下位机嵌入式软件开发和上下位机通信协议制定。
下位机以STM32F103RC为主控，运行UCOS-III实时操作系统，在Keil环境下完成全部C代码开发。核心控制链路为：通过TIMER捕获编码器反馈信号，获取当前反光镜转台的精确角度位置；使用GPIO驱动TB6600步进电机驱动器，结合位置PID算法形成闭环控制，确保反光镜能够快速、准确地锁定目标角度。在光学温度管理方面，利用USART驱动业贤温控板对激光器腔体进行精密温控，保证波长稳定输出；同时通过USART与SM-2激光驱动器通信，控制激光发射启停。系统还使用SPI接口读写W25Q32 Flash芯片，存储标定波长-角度映射表。设备配置参数保存于片内Flash，支持掉电记忆。
在通信层面，我设计了基于USART的Modbus风格命令-响应协议，上位机输入目标波长后，通过该协议下发指令，下位机查表计算目标角度并驱动电机执行闭环定位；同时系统以100Hz频率实时回传当前波长、转台角度、温度等状态信息，便于上位机监控与波形绘制。
该项目通过电机闭环、温度稳定与通信协同控制，实现了光谱仪在指定波长范围内的快速锁定与高精度输出，满足了精密光谱分析的应用需求。