摘要 以單片機MC9S12XDP512為控制核心，結合相關外圍電路完成了光纖激光器功率控制系統的設計。通過單片機控制數字電位器DS1867的阻值，來改變開關電源控制端的電壓，實現了對光纖激光器電源電流的控制。采用壓控開關電流源PC0—6131，進而改變光纖激光器的輸出功率。系統還可以檢測光纖激光器所在環境溫度，實現高溫報警、定時控制等功能。試驗結果表明，光纖激光器應用在打標工作過程中，獲得穩定的功率輸出，實現溫度檢測功能，整機系統穩定可靠。
關鍵詞 單片機MC9S12XDP512；光纖激光器；功率控制；數字電位器

隨著激光器在切割、焊接、表面處理等廣泛應用。文中設計了應用于激光打標的功率控制系統，采用數字電位器方式使激光器的性能得到大幅提高，硬件電路設計結構簡單、系統響應速度快，不需要額外器件，成本低廉、功能齊全、實用性強。

1 系統總體設計
1．1 控制系統設計
控制系統的基本原理框圖如圖1所示，主要由單片機MC9S12XDP512、開關電源PC0-6131、數字電位器DS1867、數字溫度傳感器DS18B20、LCD1602顯示器、鍵盤和報警裝置等組成。

系統進行讀寫操作時，光纖激光器輸出功率由單片機進行控制調節，提供所需要的激光功率，功率設定時，由單片機MC9S12XDP512對數字電位器DS1867輸出電阻進行控制，以改變開關電源控制端的輸入電壓，使開關電源的輸出電流改變，得到光纖激光器輸出功率所需要的驅動電流，從而實現激光輸出功率的變化。同時利用數字溫度傳感器對光纖激光器工作環境溫度進行采集，利用單片機實現對溫度數據的處理，當溫度超出規定的40℃時，單片機會控制發光二級管進行溫度報警，并利用LCD顯示裝置顯示信息，用戶可實時了解激光器的工作情況。
1．2 控制原理
激光器為電流型驅動器件，驅動電流是輸出光功率的前提，通過改變激光器電源電流的大小來改變激光器的輸出功率。系統控制激光器的輸出功率的基本方法是：由單片機控制數字電位器DS1867的輸出電阻，使開關電源控制端的電壓改變，從而控制了開關電源的輸出電流，改變光纖激光器功率的輸出。
數字電位器DS1867的輸出電阻由式(1)計算
R=D×RWL+RW (1)
其中，RW為滑臂電阻，即為內部電位器電子開關電阻，通常RW≤100 Ω，典型值為40 Ω；RWL為數字電位器DS1867內部電子陣列中每個電阻單元的阻值；D為輸入的數字量。
根據光纖激光器功率控制的要求，即用戶對光纖激光器的輸出功率性能的要求，設計出用戶要求的10等級功率輸出產品，不同的功率等級輸出對激光打標的對象有不同的要求。經實驗得出，系統設計需要開關電源輸出電流的變化范圍為0～12 A，功率對應電流線性輸出，允許功率穩定度有1％的誤差波動。把光功率分成10個等級輸出，輸入數字量D的值如表1所示，可以通過查表實現。要求光纖激光器輸出的功率如表2所示。