光电检测技术课程试验设计总结报告-浙江大学光电科学与工程学院.PDF

“光电检测技术”课程 实验设计总结报告 项目名称： 光电计数器及显示系统 指导老师： 林斌 闻春敖 项目成员: 高宇帆 黄焓 学 号： 3080100644 3080100580 专业年级： 光电信息工程2008 级 完成时间： 2011 年 7 月 1 光电计数器及显示系统 浙江大学光电系，高宇帆，黄焓 一、原理及各部分装置介绍 整体原理框图如下所示 将各部分装置和电路介绍如下 1、光源 使用直流供电的二极管小型激光器，实物如下所示 事实上，要达到更好的抗干扰能力和更稳定的信号输入，应使用调制的交流供电 的光源输出，这样可以排除背景光（自然光等）的干扰。在该实验中，由于实验 器材和实验时间的影响，只使用了3V 直流供电的激光器。但在实验过程中，在 一般工作环境中（非强背景光环境中），信号输入还是较为稳定的。 2 2、光电转换及电信号转换电路 为了使电信号的输入更加稳定，设计了一个分压电路，并通过一个比较器来产生 最后的电信号，电路图如下： 具体实现过程如下： 当没有人或物经过遮挡时，激光照射到光敏电阻GR 上，电阻降低，阻值与 GR1 相差较大，比较器同相端输入电压接近电源电压，高于反向端，则比较器输出高 电平（5V 左右，接到单片机I/O 口，即可为单片机识别为高电平）； 当有人或物经过时，激光被遮挡，GR 和 GR1 电阻相同，同相端输入电压低于反 向端输入电压，比较器输出低电平（接近0V，同样可被单片机识别为低电平）。 通过该电路，可将有人或物经过（有光或无光照射）转换为高或低电平的输入单 片机，由单片机进行相关处理和统计。 相关实物图如下 光敏电阻和激光器 3 电阻分压电路部分 比较器芯片 在实验中，我们使用了两套这样的电路，一前一后，即人经过时会先后遮挡 住两个激光器，通过单片机判断哪个激光器先被遮挡，可以判别“进”与“出” 两种不同情况。 3、微机和控制系统 使用 c020f8051 单片机的实验板，C8051F 系列单片机是完全集成的混合信号系 统级芯片（SOC），具有与8051 兼容的微控制器内核，与MCS-51 指令集完全兼容。 除具有标准8051 的数字部件外，片内还集成了数据采集和控制系统中常用的模 拟部件和其他数字外设及功能部件。 选用该单片机的原因是之前的一些课程使用过，对其各部分设置和编程较为 熟悉，同时该开发板上集成了各个接口模块，方便外接液晶屏显示系统及其他部 分电路。事实上使用其他较为简单的单片机也是可行的。 4、温度探测 该部分是为了探测环境温度并显示在液晶屏上，使用了DS18B20 温度芯片。电路 图和实物图如下： 该温度芯片采用单总线数据通信技术，数据线DQ 即是输入，又是输出，故而引 脚DQ 外接5.1K 的上拉电阻后再与单片机的P3.7 口相连，令P3.7 口为高时释放 总线，单片机可从P3.7 读入由温度芯片DQ 脚上输出的数据。 4 5、显示部分 项目设计中显示部分使用了 128*64 不带字库的点阵液晶显示屏，共有 20 个引脚，其引脚图及与单片机相应I/O 口线的连接图如图2 所示。 液晶显示屏的数据线引脚（DB0—DB7）、液晶显示的5 根控制线引脚（CS1、 CS2、D/I、R/W、E）、电源电压线、电源地线直接与实验板外扩的液晶控制口线 （J9）相应的引脚相连。液晶显示屏的3 脚和 18 脚（内部提供的LCD 驱动负电 压）之间连接一个滑动变阻器，滑动变阻器一固定端接