2011长江大学创新实验.doc

长江大学物理实验创新设计比赛申报书 项目名称： 基于光电效应的单片机的转速测定 申报者姓名： 李力 指导教师 长江大学物理实验创新设计大赛组委会制二0一一年五月申报者情况 申报者情况 姓名李力性别男出生年月89.09.09院系专业物理科学与技术学院本科/专科本科年 级2010级入学时间2010年通讯地址长江大学东区物理科学与技术学院物理1002班联系电手机1550716110合作者情况姓 名性别年龄学历所在单位联系方式皮本松男20本科物理科学与技术学明男20本科物理科学与技术学国建男20本科物理科学与技术学楠男19本科物理科学与技术学导教师姓名职称单位联系方式（电话、邮箱）物理学院 Vcc vcc作品设计的物理思想、实验原理、方法和技术的描述（500字以内）本实验使用光电传感器测转速，光电传感器的光电开关与单片机的连接如图所示：转盘上有一小孔 使光能从小孔通过，转盘转动的过程周期性的通过小孔，转盘在转动的过程中周期性通过小孔，光电接收器将信号输入到单片机，电路电流发生周期性变化从而将机械信号转化为光信号再转化为电信号示意图如下单片机LCD光电电路电机 转盘转一圈，产生一个量脉冲，由光电传感器输出，经过电偶合器形成整形电路。成为转数计数脉冲，光电传感器输出的脉冲经过光电接收器，保持与单片机AT89C52逻辑电平相一致。控制计数时间，即可测出对应的转盘转速数值，主CPU将数据处理，经过LCD屏输出。光电开关原理：利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路连通电路，经光电开关将输入电路在反射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。说明：必须由申报者按要求填写，申报者情况栏内必须填写第一作者（承担申报项目主要工作），项目全部内容必须是项目组成员独立完成。提供作品的实验数据、技术参数和技术性分析。说明作品的科学性、先进性。列出参考文献和资料一、 光电检测信号的获取部分 使用示波器对所获信号进行检测得到不同转速情况下光信号的波形图； 对经放大、整形和滤波后的信号进行示波器的波形检测，分析其波形的振荡频率与光信号之间的变化情况比对，分析其抗外界干扰性能情况； 分析送入计数电路的信号质量情况。二、 脉冲信号的计数和转速的转换、显示作为光电检测后的脉冲信号输入到时序电路中进行相关信号的处理，而作为转速测定的准确性将涉及到如下两方面：其一为光电脉冲信号的计数；其二为脉冲信号数量计数的时间精确给定。故在该方面的工作主要设计到从信号源检测到的信号的放大、整形和滤波过程，同时需要引入抗干扰的设计；而作为计时时间的时基电路考虑采用具有高精度的晶振电路通过数字计数/分频电路及外围电路来实现计时时间的精确控制。而作为显示电路中通过自动累加计数器电路和进位信号的触发实现自动量程自动选择，从而可实现不同测量精度档位的自适用测量和显示。参考文献1于炳亮.电机转速测量方法研究J.山东科学.2005(05).74782成辉传感器的理论与设计基础及其应用M北京：国防工业出版社.1999.30323任小青，王晓娟.基于AT89C51单片机的频率计设计方法的研究J.青海大学学报.2009（02）4来清民.传感器与单片机接口及实例M.北京航空航天大学出版社.2008.2642665KUANGFuHua.ApplicationofHall-EffectSensorA3144inPreciseDisplacementMeasurement.JPROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATION.2005(10)6邵显涛，陈明，李俊.基于霍尔传感器电机转速的单片机测量J.电子测试.2008（12）7牛洁，周静，苟娜.基于霍尔传感器的直流电机转速测量系统设计J.电子测试.2008（05）8姜文华.电动机测试系统及霍尔效应传感器在测试中的应用C.20039吴道悌.非电量电测技术M.西安：西安交通大学出版社.2006.20120310彭为，黄科，雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲M.北京：电子工业出社.2007.31631711宋受俊.基于单片机的电机运动控制系统设计D.硕士.2006作品的特色和创新点1. 可以自动显示转盘转速，无需手工计算基本实现自动化；2. 本实验实用性能，可以测量多种仪器的转速，避免了测量方法的冗杂和测量时间的浪费，尽可能节约成本。作品是否曾在国内外竞赛中获奖无项目组成员的分工和作用李力：主要负责实验方案的设计皮本松：主要负责仪器的组装和调试 范国建：主要负责程序开发和输入 姜楠：主要负责电子文档的建立和数据及文字的处理 张明: 主要各种仪器和零件的预算作品的意义、适用范围、造价、推广前景意义：运用现代科技手段，充分发挥想象力，团结协作，努力创新，设计出新颖的作品，将科技应用于生活实际，以最小的代价，造出最实用的产品。适用范围：工厂企业， 实验室成本预算除实验中心提供一台带小孔的转速可调的电机及电压可调的稳压电源外，作为本转速测定仪的制作成本预算如下： 单位（元）1.光电信号转换部