一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，光、機(jī)、電、算相結(jié)合，其體現(xiàn)了既是光電實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器又是光電測試儀器的設(shè)計(jì)理念。在無輔助測試設(shè)備情況下完成光電傳感器模塊的光電特性測量，實(shí)現(xiàn)了零配置設(shè)計(jì)；作為光電測試儀器能測量電壓、電流、光照度等；無需個(gè)人計(jì)算機(jī)，單片機(jī)模塊中的軟件實(shí)現(xiàn)了整機(jī)的控制和管理；采用了嵌入式結(jié)構(gòu)，電源模塊、面包板模塊、總線模塊、系統(tǒng)資源模塊的設(shè)計(jì)提供了系統(tǒng)靈活擴(kuò)展性，克服了現(xiàn)有光電信息檢測與處理實(shí)驗(yàn)儀器功能單一的缺點(diǎn)，為用戶提供全新的實(shí)驗(yàn)資源，可完成光電檢測、單片機(jī)技術(shù)、專用集成電路技術(shù)、數(shù)字電路技術(shù)等多門光電類、電子信息類專業(yè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備資源。
【專利說明】一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及光、機(jī)、電、算相結(jié)合的光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]縱觀理工科高等院?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，大多屬于單一模式的儀器，比如光學(xué)工程類、模電類、數(shù)電類、傳感器類等單一功能的實(shí)驗(yàn)儀器。這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器雖然能夠保證單科教學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展，但無法進(jìn)行多學(xué)科綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更無法培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能。同時(shí)，該類實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的使用須配備計(jì)算機(jī)、萬用表、示波器、信號源等輔助設(shè)備，因此，在建設(shè)光電類專業(yè)精品實(shí)驗(yàn)室時(shí)需要投入更多的財(cái)力、人力、物力及固定的實(shí)驗(yàn)空間，嚴(yán)重限制了理工科高等院?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，保證在不增加輔助實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的情況下，采用模塊化、總線插板式和背板式結(jié)構(gòu)。以本發(fā)明的提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為“母體”，只需增加實(shí)驗(yàn)插板和實(shí)驗(yàn)背板即可容易“孵化”出盡可能多的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，達(dá)到一機(jī)多用，提升理工科高等院校的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，節(jié)省成本的目的。
[0004]本發(fā)明提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括單片機(jī)模塊、CPLD模塊、電源模塊、總線模塊、面包板模塊、液晶顯示模塊、系統(tǒng)資源模塊、可調(diào)電位器模塊、電壓電流測量模塊、照度測量模塊、激光電源模塊、光電傳感器模塊、光源模塊、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊；
單片機(jī)模塊與總線模塊、液晶顯示模塊、系統(tǒng)資源模塊、電壓電流測量模塊、照度測量模塊分別連接；總線模塊與光電傳感器模塊、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊分別連接；CPLD模塊與光電傳感器模塊連接；
可調(diào)電位器模塊與光源模塊連接；所述的單片機(jī)模塊是光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制和信息處理中心，該儀器的程序存儲在單片機(jī)模塊中，其程序流程圖如附圖2所示；單片機(jī)模塊能夠根據(jù)照度測量模塊提供的照度值和電壓電流測量模塊測量得到的光生電流值，在液晶顯示模塊上直接繪制光電傳感器的光電特性曲線；同時(shí)，單片機(jī)模塊能夠通過總線模塊、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊，應(yīng)用光電傳感器的開關(guān)特性進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和工件尺寸測量；
所述的CPLD模塊，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中為電荷耦合器件CCD應(yīng)用提供四路工作脈沖；也可獨(dú)立使用CPLD模塊開展現(xiàn)代數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)儀器功能上的擴(kuò)展；
所述的電源模塊包括五路電源，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供數(shù)字5V、模擬±5V、模擬±12V的電源，為整個(gè)系統(tǒng)供電，確保在開設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí)無須輔助的穩(wěn)壓電源設(shè)備；
所述的總線模塊用做系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，采用標(biāo)準(zhǔn)VME64總線插座，光電實(shí)驗(yàn)插板模塊中包括的所有擴(kuò)展功能實(shí)驗(yàn)插板都具有配套的標(biāo)準(zhǔn)VME64芯插針，可插在總線模塊上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)功能的擴(kuò)展，使用者可以利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上提供的資源，自行設(shè)計(jì)多種功能實(shí)驗(yàn)插板，可以開展多種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；
所述的面包板模塊完成實(shí)驗(yàn)電路功能的驗(yàn)證，如開展電工電子的模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)資源模塊，能夠完成基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使用者也可以利用面包板模塊設(shè)計(jì)新器件的外圍電路，完成新器件功能測試和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；
所述的液晶顯示模塊6的液晶顯示屏用作儀器的顯示界面，顯示所開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和顯示具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
所述的系統(tǒng)資源模塊包括2X8鍵盤、數(shù)碼顯示模塊、蜂鳴器、揚(yáng)聲器、撥碼開關(guān)和發(fā)光二極管模塊；能夠提供開設(shè)不同課程實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的公共資源；其中，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中，2X8 鍵盤有 SO、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、SlU S12、S13、S14、S15鍵；其中，SO鍵按下代表進(jìn)行光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)，SI鍵按下代表進(jìn)行光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)；S2鍵按下代表進(jìn)行光變頻率實(shí)驗(yàn)；S3鍵按下代表進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)；S4鍵按下代表進(jìn)行CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)；S5鍵按下代表測量當(dāng)前光源的照度值；S6鍵按下代表測量當(dāng)前的電流值；S7鍵代表修正鍵，當(dāng)按下SO鍵至S6鍵出現(xiàn)誤操作時(shí)，按下S7鍵，然后可重新進(jìn)行按鍵選擇；S8鍵按下代表退出所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；S9，S10, Sll，S12，S13，S14，S15為保留按鍵，為系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擴(kuò)展提供資源；
所述的可調(diào)電位器模塊為光源模塊提供可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電源，可調(diào)電位器模塊結(jié)合光源模塊可為系統(tǒng)提供不同照度的光信號；
所述的電壓電流測量模塊在單片機(jī)模塊的控制下，測量在一定照度的光信號照射下，光電傳感器模塊所產(chǎn)生的光生電流值，作為結(jié)果光電特性曲線的縱坐標(biāo)值；
所述的照度測量模塊在單片機(jī)模塊的控制下，測量給定光信號的照度值，作為結(jié)果光電特性曲線的橫坐標(biāo)值；
所述的激光電源模塊，為激光光源提供可變的驅(qū)動(dòng)電流，為系統(tǒng)提供不同強(qiáng)度的激光信號;
所述的光電傳感器模塊包括常用的光敏電阻傳感器、光電池傳感器、光電二極管傳感器，系統(tǒng)針對這三種光電傳感器開展光電特性測試實(shí)驗(yàn)；
所述的光源模塊包括可見光光源、紅外功率可調(diào)光源和激光光源三種，其中，可見光光源為光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)提供光信號，紅外功率可調(diào)光源為光變頻率實(shí)驗(yàn)提供光信號，激光光源為CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)提供光源；
所述的光電實(shí)驗(yàn)插板模塊包括光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)插板、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)插板、光變頻率實(shí)驗(yàn)插板、電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)插板和CCD工件尺寸測量插板。
[0005]如附圖2所示，下面介紹保存在單片機(jī)模塊中的光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的程序流程。
[0006]執(zhí)行步驟100，開始；
執(zhí)行步驟101，進(jìn)行初始化，設(shè)定光電特性曲線測試采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)N，然后進(jìn)行步驟102 ；執(zhí)行步驟102，掃描系統(tǒng)資源模塊7的2 X 8鍵盤資源，判斷是否有鍵按下，是，執(zhí)行步驟103 ;否，重新進(jìn)行步驟102 ；
執(zhí)行步驟103，延時(shí)20毫秒，消除按鍵的抖動(dòng)過程； 執(zhí)行步驟104，再次判斷是否有按鍵按下；否，說明按鍵按下是機(jī)械抖動(dòng)造成的，執(zhí)行步驟105，退出實(shí)驗(yàn)；是，說明按鍵按下，進(jìn)行按鍵功能的散轉(zhuǎn)；
執(zhí)行步驟106，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中SO鍵按下，進(jìn)行光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟107，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中SI鍵按下，進(jìn)行光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟108，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S2鍵按下，進(jìn)行擇光變頻率實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟109，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S3鍵按下，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟110，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S4鍵按下，進(jìn)行C⑶工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)；執(zhí)行步驟111，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S5鍵按下，進(jìn)行測量光照條件下光源的照度值；
執(zhí)行步驟112，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S6鍵按下，進(jìn)行測量光照條件下光電傳感器感生的光電流值；
執(zhí)行步驟113，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S7鍵按下，可分別對步驟106、步驟107、步驟108、步驟109、步驟110、步驟111、步驟112出現(xiàn)的誤操作進(jìn)行修正，然后，可重新按下正確的按鍵；
執(zhí)行步驟114，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S8鍵按下，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，退出。
[0007]有益效果:本發(fā)明提供的光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是以光電傳感器模塊12為被測對象，對光電傳感器模塊12進(jìn)行光電特性測量，并提供光電傳感器的開關(guān)特性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)資源和線性應(yīng)用實(shí)驗(yàn)資源，通過單片機(jī)模塊I中的軟件在液晶顯示模塊6上顯示測試光電特性二維曲線。本發(fā)明提供的光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)無須輔助的常規(guī)萬用表、光照度計(jì)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，無須個(gè)人計(jì)算機(jī)，使用方便，可用于教學(xué)與產(chǎn)品檢測；預(yù)留的電子學(xué)面包板模塊5、總線模塊4，實(shí)現(xiàn)了光電類實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器功能的無限擴(kuò)展性；儀器的電壓電流測量模塊9、系統(tǒng)資源模塊7、光照度測量模塊10可以為使用者進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)提供測量儀表，因此，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)既是實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器，又是測試儀器；此外，獨(dú)立的單片機(jī)模塊1、CPLD模塊2還可以分別用于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、現(xiàn)代數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)等，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備資源。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框圖。
[0009]圖2是本發(fā)明提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1如附圖1所示，本發(fā)明提供的一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括單片機(jī)模塊UCPLD模塊2、電源模塊3、總線模塊4、面包板模塊5、液晶顯示模塊6、系統(tǒng)資源模塊7、可調(diào)電位器模塊8、電壓電流測量模塊9、照度測量模塊10、激光電源模塊11、光電傳感器模塊12、光源模塊13、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊14 ；
單片機(jī)模塊I與總線模塊4、液晶顯示模塊6、系統(tǒng)資源模塊7、電壓電流測量模塊9、照度測量模塊10分別連接；總線模塊4與光電傳感器模塊12、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊14分別連接；CPLD模塊2與光電傳感器模塊12連接；可調(diào)電位器模塊8與光源模塊13連接； 所述的單片機(jī)模塊I是光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制和信息處理中心，該儀器的程序存儲在單片機(jī)模塊I中，其程序流程圖如附圖2所示；
單片機(jī)模塊I能夠根據(jù)照度測量模塊10提供的照度值和電壓電流測量模塊9測量得到的光生電流值，在液晶顯示模塊6上直接繪制光電傳感器的光電特性曲線；同時(shí)，單片機(jī)模塊I能夠通過總線模塊4、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊14，應(yīng)用光電傳感器的開關(guān)特性進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和工件尺寸測量；
所述的CPLD模塊2，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中為電荷耦合器件CCD應(yīng)用提供四路工作脈沖；也可獨(dú)立使用CPLD模塊2開展現(xiàn)代數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)現(xiàn)儀器功能上的擴(kuò)展；
所述的電源模塊3包括五路電源,為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供數(shù)字5V、模擬±5V、模擬±12V的電源，為整個(gè)系統(tǒng)供電，確保在開設(shè)實(shí)驗(yàn)時(shí)無須輔助的穩(wěn)壓電源設(shè)備；
所述的總線模塊4用做系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，采用標(biāo)準(zhǔn)VME64總線插座，光電實(shí)驗(yàn)插板模塊14中包括的所有擴(kuò)展功能實(shí)驗(yàn)插板都具有配套的標(biāo)準(zhǔn)VME64芯插針，可插在總線模塊4上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)功能的擴(kuò)展，使用者可以利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上提供的資源，自行設(shè)計(jì)多種功能實(shí)驗(yàn)插板，可以開展多種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；
所述的面包板模塊5完成實(shí)驗(yàn)電路功能的驗(yàn)證，如開展電工電子的模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)資源模塊7，能夠完成基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，使用者也可以利用面包板模塊5設(shè)計(jì)新器件的外圍電路，完成新器件功能測試和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；
所述的液晶顯示模塊6的液晶顯示屏用作儀器的顯示界面，顯示所開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和顯示具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
所述的系統(tǒng)資源模塊7包括2X8鍵盤、數(shù)碼顯示模塊、蜂鳴器、揚(yáng)聲器、撥碼開關(guān)和發(fā)光二極管模塊；能夠提供開設(shè)不同課程實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的公共資源；其中，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中，所述的系統(tǒng)資源模塊包括2X8鍵盤、數(shù)碼顯示模塊、蜂鳴器、揚(yáng)聲器、撥碼開關(guān)和發(fā)光二極管模塊；能夠提供開設(shè)不同課程實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的公共資源；其中，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中，2X8鍵盤有S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10、SI 1、S12、S13、S14、S15鍵；其中，SO鍵按下代表進(jìn)行光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)，SI鍵按下代表進(jìn)行光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)；S2鍵按下代表進(jìn)行光變頻率實(shí)驗(yàn)；S3鍵按下代表進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)；S4鍵按下代表進(jìn)行CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)；S5鍵按下代表測量當(dāng)前光源的照度值；S6鍵按下代表測量當(dāng)前的電流值；S7鍵代表修正鍵，當(dāng)按下SO鍵至S6鍵出現(xiàn)誤操作時(shí)，按下S7鍵，然后可重新進(jìn)行按鍵選擇；S8鍵按下代表退出所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；S9，S10, Sll,S12，S13，S14，S15為保留按鍵，為系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擴(kuò)展提供資源；
所述的可調(diào)電位器模塊8為光源模塊13提供可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電源，可調(diào)電位器模塊8結(jié)合光源模塊13可為系統(tǒng)提供不同照度的光信號；
所述的電壓電流測量模塊9在單片機(jī)模塊I的控制下，測量在一定照度的光信號照射下，光電傳感器模塊12所產(chǎn)生的光生電流值，作為結(jié)果光電特性曲線的縱坐標(biāo)值；
所述的照度測量模塊10在單片機(jī)模塊I的控制下，測量給定光信號的照度值，作為結(jié)果光電特性曲線的橫坐標(biāo)值；
所述的激光電源模塊11，為激光光源提供可變的驅(qū)動(dòng)電流，為系統(tǒng)提供不同強(qiáng)度的激光信號； 所述的光電傳感器模塊12包括常用的光敏電阻傳感器、光電池傳感器、光電二極管傳感器，系統(tǒng)針對這三種光電傳感器開展光電特性測試實(shí)驗(yàn)；
所述的光源模塊13包括可見光光源、紅外功率可調(diào)光源和激光光源三種，其中，可見光光源為光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)提供光信號，紅外功率可調(diào)光源為光變頻率實(shí)驗(yàn)提供光信號，激光光源為CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)提供光源；
所述的光電實(shí)驗(yàn)插板模塊14包括光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)插板、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)插板、光變頻率實(shí)驗(yàn)插板、電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)插板和CCD工件尺寸測量插板。
[0011]如附圖2所示，下面介紹保存在單片機(jī)模塊I中的光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的程序流程。
[0012]執(zhí)行步驟100，開始；
執(zhí)行步驟101，進(jìn)行初始化，設(shè)定光電特性曲線測試采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)N，然后進(jìn)行步驟102 ；執(zhí)行步驟102，掃描系統(tǒng)資源模塊7的2 X 8鍵盤資源，判斷是否有鍵按下，是，執(zhí)行步驟103 ;否，重新進(jìn)行步驟102 ；
執(zhí)行步驟103，延時(shí)20毫秒，消除按鍵的抖動(dòng)過程；
執(zhí)行步驟104，再次判斷是否有按鍵按下；否，說明按鍵按下是機(jī)械抖動(dòng)造成的，執(zhí)行步驟105，退出實(shí)驗(yàn)；是，說明按鍵按下，進(jìn)行按鍵功能的散轉(zhuǎn)；
執(zhí)行步驟106，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中SO鍵按下，進(jìn)行光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟107，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中SI鍵按下，進(jìn)行光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟108，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S2鍵按下，進(jìn)行擇光變頻率實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟109，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S3鍵按下，進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)；
執(zhí)行步驟110，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S4鍵按下，進(jìn)行C⑶工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)；執(zhí)行步驟111，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S5鍵按下，進(jìn)行測量光照條件下光源的照度值；
執(zhí)行步驟112，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S6鍵按下，進(jìn)行測量光照條件下光電傳感器感生的光電流值；
執(zhí)行步驟113，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S7鍵按下，可分別對步驟106、步驟107、步驟108、步驟109、步驟110、步驟111、步驟112出現(xiàn)的誤操作進(jìn)行修正，然后，可重新按下正確的按鍵；
執(zhí)行步驟114，系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中S8鍵按下，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，退出。
[0013]應(yīng)用實(shí)施例1光電傳感器模塊12光電特性測試實(shí)驗(yàn)
把光源模塊13中的可見光光源用光學(xué)支架固定；再用光學(xué)支架固定光電傳感器模塊12中的光電二極管傳感器；調(diào)整固定可見光光源的光學(xué)支架與固定光電二極管傳感器的光學(xué)支架等高度同軸，用單根信號線連接光電二極管傳感器和照度測量模塊10 ;再用單根信號線連接可見光光源和可調(diào)電位器8 ;將光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)插板插到總線模塊4上；用單根信號線將總線模塊4分別與電源模塊3以及單片機(jī)模塊I連接；用單根信號線將液晶顯示模塊6與單片機(jī)模塊I連接；打開電源開關(guān)；通過運(yùn)行單片機(jī)模塊I中的軟件(如附圖2所示)，液晶顯示模塊6滾動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)提示信息，按下系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中的SO鍵，選擇光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行光電特性測試實(shí)驗(yàn)子程序；手動(dòng)旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器8旋鈕，改變可見光光源發(fā)光強(qiáng)度，按下2X8鍵盤中的S5鍵，測量光照條件下的光照度值；光照條件不變的情況下，取下光學(xué)支架固定的光電二極管傳感器，換上待測的光電傳感器元件，將待測的光電傳感器元件與總線模塊4及電壓電流測量模塊9相連；按下2 X 8鍵盤中的S6按鍵，測量光照度值下流經(jīng)光電傳感器元件的光生電流值，至此得到了最終光電特性曲線上的一點(diǎn)，暫存到單片機(jī)模塊I的內(nèi)部存儲單元中；初始化測量點(diǎn)個(gè)數(shù)為N個(gè)，已進(jìn)行I點(diǎn)的測量；接下來，取下光學(xué)支架固定的待測光電傳感器元件，換上光電二極管傳感器，與照度測量模塊10進(jìn)行相應(yīng)的連線后，再次手動(dòng)旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器8旋鈕，改變可見光光源發(fā)光強(qiáng)度，按下2X8鍵盤中的S5鍵，測量光照條件后的光照度值；然后取下光學(xué)支架固定的光電二極管傳感器，換上待測的光電傳感器元件，將待測的光電傳感器元件與總線模塊4及電壓電流測量模塊9相連；按下2 X 8鍵盤中的S6按鍵，測量光照度值下流經(jīng)光電傳感器元件的光生電流值，至此得到了最終光電特性曲線上的第二點(diǎn)，暫存到單片機(jī)模塊I的內(nèi)部存儲單元中；以此類推，測量數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)為初始化值N時(shí)，單片機(jī)模塊I進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理和曲線擬合后，在液晶顯示模塊6上顯示出所測試的光電傳感器元件的光電特性曲線，然后按下2X8鍵盤中的S8鍵，結(jié)束測量退出。
[0014]應(yīng)用實(shí)施例2 光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)
將光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)插板插到總線模塊4上；用單根信號線將總線模塊4分別與電源模塊3以及單片機(jī)模塊I連接；用單根信號線將液晶顯示模塊6與單片機(jī)模塊I連接；打開電源開關(guān)；通過運(yùn)行單片機(jī)模塊I中的軟件(如附圖2所示)，液晶顯示模塊6滾動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)提不信息，按下系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中的SI鍵,選擇光電密碼鎖實(shí)驗(yàn),執(zhí)行光電密碼鎖子程序，液晶顯示模塊6提示輸入4位密碼，光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)插板主要由反射式光電開關(guān)檢測電路、對射式光電開關(guān)檢測電路、光電耦合式光電開關(guān)檢測電路、光敏電阻式光電開關(guān)檢測電路、光電池式光電開關(guān)檢測電路組成。用遮光片在反射式光電開關(guān)前擋四下，液晶顯示模塊6顯示4 ;再在對射式光電開關(guān)前擋三下，液晶顯示模塊6顯示3 ;接著在光敏電阻式光電開關(guān)前擋二下，液晶顯示模塊6顯示2 ;在光電池式光電開關(guān)前擋一下，液晶顯示模塊6顯示I ;最后在光電耦合式光電開關(guān)前擋一下，密碼置入，與設(shè)置密碼相同，液晶顯示模塊6提示密碼輸入正確，否則液晶顯示模塊6提示密碼錯(cuò)誤，重新置入密碼。
[0015]應(yīng)用實(shí)施例3光變頻率實(shí)驗(yàn)
將光變頻率實(shí)驗(yàn)插板插到總線模塊4上；用單根信號線將總線模塊4分別與電源模塊3以及單片機(jī)模塊I連接；用單根信號線將液晶顯示模塊6與單片機(jī)模塊I連接；打開電源開關(guān)；通過運(yùn)行單片機(jī)模塊I中的軟件(如附圖2所示)，液晶顯示模塊6滾動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)提示信息，按下系統(tǒng)資源模塊7的2 X 8鍵盤中的S2鍵，選擇光變頻率實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行光變頻率實(shí)驗(yàn)子程序，液晶顯示模塊6顯示當(dāng)前光照條件下的對應(yīng)的頻率值，改變光照條件，液晶顯示模塊6顯示的頻率值也隨之變化。
[0016]應(yīng)用實(shí)施例4轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)
所述的轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)的具體操作如下:將電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)插板插到總線模塊4上；用單根信號線將總線模塊4分別與電源模塊3以及單片機(jī)模塊I連接；用單根信號線將液晶顯示模塊6與單片機(jī)模塊I連接；再用單根信號線連接可調(diào)電位器8與總線模塊4相連。打開電源開關(guān)；通過運(yùn)行單片機(jī)模塊I中的軟件(如附圖2所示)，液晶顯示模塊6滾動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)提示信息，按下系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中的S3鍵，選擇光變頻率實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)子程序，旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器8旋鈕，改變電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓，電機(jī)的轉(zhuǎn)速將會發(fā)生變化，液晶顯示模塊6實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前電機(jī)的轉(zhuǎn)速值，旋轉(zhuǎn)可調(diào)電位器8旋鈕，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓發(fā)生變化，液晶顯示模塊6顯示的轉(zhuǎn)速值也隨之變化。
[0017]應(yīng)用實(shí)施例5 C⑶工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)
所述的CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)的具體操作如下:將CCD工件尺寸測量插板插到總線模塊4上；用單根信號線將總線模塊4分別與電源模塊3以及單片機(jī)模塊I連接；用單根信號線將液晶顯示模塊6與單片機(jī)模塊I連接；再用單根信號線連接可調(diào)電位器8與總線模塊4相連；將激光電源模塊11與光源模塊13中的激光光源相連；將CPLD模塊2與總線模塊4相連。打開電源開關(guān)；通過運(yùn)行單片機(jī)模塊I中的軟件(如附圖2所示)，液晶顯示模塊6滾動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)提示信息，按下系統(tǒng)資源模塊7的2X8鍵盤中的S4鍵，選擇CXD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)，執(zhí)行CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)子程序，放在CCD前的物體外徑尺寸發(fā)生變化時(shí)，液晶顯示模塊6顯示的工件尺寸測量結(jié)果隨之變化。
【權(quán)利要求】
1.一種光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括單片機(jī)模塊(I)、CPLD模塊(2)、電源模塊(3)、總線模塊(4)、面包板模塊(5)、液晶顯示屏(6)、系統(tǒng)資源模塊(7)、可調(diào)電位器模塊(8)、電壓電流測量模塊(9)、照度測量模塊(10)、激光電源模塊(11)、光電傳感器模塊(12)、光源模塊(13)、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊(14);單片機(jī)模塊(I)與總線模塊(4)、液晶顯示模塊(6)、系統(tǒng)資源模塊(7)、電壓電流測量模塊(9)、照度測量模塊(10)分別連接；總線模塊(4)與光電傳感器模塊(12)、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊(14)分別連接；CPLD模塊(2)與光電傳感器模塊(12)連接；可調(diào)電位器模塊(8)與光源模塊(13)連接；單片機(jī)模塊(I)中存儲該系統(tǒng)的程序； 單片機(jī)模塊(I)能夠根據(jù)照度測量模塊(10)提供的照度值和電壓電流測量模塊(9)測量得到的光生電流值，在液晶顯示模塊(6)上直接繪制光電傳感器的光電特性曲線；同時(shí)，單片機(jī)模塊(I)能夠通過總線模塊(4)、光電實(shí)驗(yàn)插板模塊(14)，應(yīng)用光電傳感器的開關(guān)特性進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量和工件尺寸測量； 所述的CPLD模塊(2)，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中為電荷耦合器件CCD應(yīng)用提供四路工作脈沖；也可獨(dú)立使用CPLD模塊(2)開展現(xiàn)代數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)課程； 所述的電源模塊(3)包括五路電源，為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供數(shù)字5V、模擬±5V、模擬±12V的電源，為整個(gè)系統(tǒng)供電； 所述的總線模塊(4)用做系統(tǒng)的功能擴(kuò)展，采用標(biāo)準(zhǔn)VME64總線插座，光電實(shí)驗(yàn)插板模塊(14)中包括的所有擴(kuò)展功 能實(shí)驗(yàn)插板都具有配套的標(biāo)準(zhǔn)VME64芯插針，可插在總線模塊(4)上； 所述的面包板模塊(5)完成實(shí)驗(yàn)電路功能的驗(yàn)證，開展電工電子的模擬電路實(shí)驗(yàn)、數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)，借助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的系統(tǒng)資源模塊(7)，能夠完成基本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，利用面包板模塊(5)設(shè)計(jì)新器件的外圍電路，完成新器件功能測試和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)； 所述的液晶顯示模塊(6)的液晶顯示屏用作儀器的顯示界面，顯示所開展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和顯示具體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果； 所述的系統(tǒng)資源模塊(7)包括2X8鍵盤、數(shù)碼顯示模塊、蜂鳴器、揚(yáng)聲器、撥碼開關(guān)和發(fā)光二極管模塊；能夠提供開設(shè)不同課程實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的公共資源；其中，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中，所述的系統(tǒng)資源模塊包括2X8鍵盤、數(shù)碼顯示模塊、蜂鳴器、揚(yáng)聲器、撥碼開關(guān)和發(fā)光二極管模塊；能夠提供開設(shè)不同課程實(shí)驗(yàn)時(shí)所需的公共資源；其中，在光電檢測與信息處理實(shí)驗(yàn)課程中，2X8鍵盤有S0、S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9、S10, SlUS12、S13、S14、S15鍵；其中，SO鍵按下代表進(jìn)行光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)，SI鍵按下代表進(jìn)行光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)；S2鍵按下代表進(jìn)行光變頻率實(shí)驗(yàn)；S3鍵按下代表進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)；S4鍵按下代表進(jìn)行CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)；S5鍵按下代表測量當(dāng)前光源的照度值；S6鍵按下代表測量當(dāng)前的電流值；S7鍵代表修正鍵，當(dāng)按下SO鍵至S6鍵出現(xiàn)誤操作時(shí)，按下S7鍵，然后可重新進(jìn)行按鍵選擇；S8鍵按下代表退出所選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；S9，S10, Sll,S12，S13，S14，S15為保留按鍵，為系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目擴(kuò)展提供資源； 所述的可調(diào)電位器模塊(8)為光源模塊(13)提供可調(diào)的驅(qū)動(dòng)電源，可調(diào)電位器模塊(8)結(jié)合光源模塊(13)可為系統(tǒng)提供不同照度的光信號； 所述的電壓電流測量模塊(9)在單片機(jī)模塊(I)的控制下，測量在一定照度的光信號照射下，光電傳感器模塊(12)所產(chǎn)生的光生電流值，作為結(jié)果光電特性曲線的縱坐標(biāo)值；所述的照度測量模 塊(10)在單片機(jī)模塊(I)的控制下，測量給定光信號的照度值，作為結(jié)果光電特性曲線的橫坐標(biāo)值； 所述的激光電源模塊(11)，為激光光源提供可變的驅(qū)動(dòng)電流，為系統(tǒng)提供不同強(qiáng)度的激光信號； 所述的光電傳感器模塊(12)包括常用的光敏電阻傳感器、光電池傳感器、光電二極管傳感器，系統(tǒng)針對這三種光電傳感器開展光電特性測試實(shí)驗(yàn)； 所述的光源模塊(13)包括可見光光源、紅外功率可調(diào)光源和激光光源三種，其中，可見光光源為光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)提供光信號，紅外功率可調(diào)光源為光變頻率實(shí)驗(yàn)提供光信號，激光光源為CCD工件尺寸測量實(shí)驗(yàn)提供光源； 所述的光電實(shí)驗(yàn)插板模塊(14)包括光電傳感器光電特性測試實(shí)驗(yàn)插板、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)插板、光變頻率實(shí)驗(yàn)插板、電機(jī)轉(zhuǎn)速測量實(shí)驗(yàn)插板和CCD工件尺寸測量插板。
【文檔編號】G09B23/22GK103943008SQ201410053797
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】王曉曼, 劉樹昌, 王彩霞, 趙海麗, 劉鵬, 景文博 申請人:長春理工大學(xué)