研究设计中利用光敏感器件对特定光波长范围的光信号敏感原理，将四象限光电位置探测器与MSP430系列单片机相结合，根据四象限光电探测器输出电压与光斑位置的线性关系，通过数字PID闭环控制输出电压调节单片机输出PWM 的占空比来实现精确稳定的搜寻和小范围跟踪目标。 0 引言 光电跟踪系统是以光电器件（主要是激光器和光电探测器）为基石，将光学技术、电子/微电子技术和精密机械技术等融为一体，形成具有特定跟踪功能的装置。 目前国内外较先进的光电跟踪系统多以激光测距仪、电视跟踪仪和红外跟踪仪三位一体为核心构成。采用机械方法实现跟踪系统控制起来还不太灵敏。对于一个光电追踪系统，一般通过目标识别、位置信号检测、位置信号处理、PID伺服控制计算、驱动控制、位置反馈、目标不间断跟踪，完成特定跟踪任务。而与之配套的目标识别检测处理与PID 伺服控制实现是非常重要的部分，是保证整个系统能否正常工作的关键。 为更好地实现精确的跟踪伺服系统，本方案中使用MSP430 单片机完成对目标定位跟踪的PID 闭环控制，采用S066A 的国产四象限探测对目标进行识别跟踪定位。MSP430 单片机是美国TI（德州仪器）公司近年推出的16 位高性能混合信号处理器。由于它具有处理能力强、运算速度快、集成度高、外部设备丰富、超低功耗等优点，因此在许多领域内都得到了广泛的应用。S066A 国产四象限探测器光谱响应范围在400~1 100 nm，它的峰值波长为940 nm，它具有较高的灵敏度和精确度，广泛运用于位置检测，光学定位，距离探测等方面。
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2.2 机械模拟机构实验设计原理
模拟机构设计灵感源于地动仪的设计原理，采用两个不同的轴来调节两个不同但相关的平面实现四象限探测器的大范围搜寻目标的目的，模型图如图4所示。
其中下平板主要用于带动上平板实现大范围搜寻目标，上平板及其配置设备实现精确定位和跟踪功能。研究中利用皮筋的弹性以及牵引丝线柔软且形变相对较小的优势，实现搜索平面的任意角度转动。并利用废弃的中心笔管代替齿轮实现轴的小摩擦先转动。使得模型轻小便捷，制作简单方便，并且变废为宝。
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