智能弗兰克一赫兹试验测量仪的研制.PDF

维普资讯 第21卷第6期 大 学 物 理 21 No 6 2002年 6月 C0I』I|EGE PHYSICS June．2002 智能弗兰克一赫兹实验测量仪的研制 陈国杰，徐志民，朱 星 (佛山大学 理学院，广东 佛山 528000) 摘要：采用 ATg0S 8535单片机研制了一种智能弗兰克 赫兹实验测量仪，能测量 l0一～10I1 A微电流，提供 0～5O v线性程控稳压电源，模糊控温，图形液晶显示中英文和曲线．曲线数据打印，具有测量快、精度高、体积小、 成本低、使用方便等优点 本文 绍了该测量仪的硬件组成、典型电路工作原理、软件设计，分析了实验结果． 关键词：智能测量仪；单片机；液晶显示 ；弗兰克一赫兹实验 中圈分类号：O 562 文献标识码：A 文章编号：1000．0712(2002)06．0036—04 弗兰克 赫兹实验是用电子与原子碰撞的方法证 片机、键盘、图形液晶显示、微型打印机、程控稳压电 实原子能教量子化的著名实验．目前大多数实验室使 源、微电流测量、加热炉温度检测、恒温控制、交流过零 用的弗兰克 赫兹实验仪存在以下缺点：1)手动调节 检测、系统电源辱电路组成 栅压 u。 不够精细．描点测 ～u。 曲线准确度低，直 观性差；2)充汞 F—H管加热炉双盘属片控温．控温精 度低，最大有 ±5℃的误差；F H管灯丝交流供电． ±10％以上的灯丝电压波动使 ， 波动大，实验稳定 】n^c AI2C 性、重复性差23)静电计管檄电流放大器预热时坷长， 零点和满刻度校正麻烦；4)自动扫描测量 I ～L 曲 ； 线，以前用慢扫描示渡器、x Y函数记录仪，现在有些 圈 1 组成框 图 用微机采集，但成本高，仪器复杂． 我们用AT90S 8535单 片机研制的智能弗兰克一 图形液晶显示用 1 963驱动的 160×128点阵显 赫兹实验测量仪．以0 05 v步长程控词节栅压 u ． 示模块 TG160128，显示曲线、中英文字符：微型打印机 手动或自动测量多达 8个峰的 ～u 曲线，图形液 用 TP,uP一40AP，打印数据结果：键盘只设 4十液晶屏 晶屏显示、光标读数；用运放擞电流放大器测量 ， ，自 菜单选择按钮，简洁、直观 动柱零、自按量程；灯丝稳压供电；加热炉模糊控温：汉 为了测量栅压和电流、程控稳压电源和测控温度、 字菜单，宴验提示，多重保护，参数 EEPROM储存；I 显示汉字和曲线，希望单片机带 A／D、D』A转换，ROM ～ uGK曲线微壅打印，具有测量快、精度高、结果直观 容量大．速度快，性价比高，故选用ATMEL公司最近 形象、体积小、成本低、使用简单方便、稳定可靠等优 推出的高性能精简指夸单片机 (简称 AVR单片机) 点 Ar90S 8535 Arg0s 8535有 32个取代累加器的通用