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1、電氣11032班 李濤,傳感器與單片機接口技術實訓報告,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,目錄,1實訓目的 2實訓內容 3元件列表 4傳感器工作原理 5 測速原理 6 光耦傳感器接口電路圖 7霍爾傳感器接口電路圖 8實物圖 9程序 10實訓心得,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,實訓目的,通過傳感器與接口技術專周的實驗、實踐與程序編制與調試，讓學生形成傳感器與接口及單片機系統(tǒng)的概念，并在實驗與實踐中體驗單片機系統(tǒng)的應用，為應用傳感器、單片機及后續(xù)的畢業(yè)設計打下良好的基礎。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,實訓內容,1、完成光耦、霍爾傳感器及相關電子元件的市

2、場調研及購置工作。 、完成光耦傳感器及接口電路的制作工作。 、完成霍爾傳感器與單片機接口制作工作。 、完成光耦或霍爾測速裝置的制作工作。 、繪制計數(shù)器、速度測量系統(tǒng)的硬件原理圖。 、編寫單片機計數(shù)器的程序編制工作。 、完成單片機速度測量及計數(shù)器的編程工作。 8、拓展創(chuàng)新： A、修改現(xiàn)有程序，使用單片機的計數(shù)器進行計數(shù)，達到同樣功能。 B、根據當前實際，設計一出租車計費器。 9、寫實訓報告、制作PPT進行展示。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,實訓所需元件列表,,（光耦元器件和霍爾元器件的型號可以不是相同，磁鋼同時要分清它的正負極，微型電動機轉動要有1.5V電池供電）,2013年5

3、月31日,電氣11302班 李濤,傳感器工作原理,1.光電效應 光電式傳感器是將光信號轉換為電信號的一種傳感器。利用這種傳感器測量非電量時，只需將這些非電量的變化轉換為光信號的變化，就可以將非電量的變化轉換為電量的變化而進行檢測。光電式傳感器具有結構簡單、非接觸、高可靠性、高精度和反應快等特點。 光具有波粒二象性。光的粒子學說認為光是由一群光子組成的，每一個光子具有一定的能量,光的能量為E=hf,其中h為普朗克常數(shù)。 h=6.62610-34Js,f為光的頻率.因此,光的頻率越高,光子的能量越大.光照射在物體上會產生一系列的物理或化學效應,如光合效應、光熱效應、光電效應等。光電式傳感器的理論

4、基礎就是光電效應,即光照射在某一物體上,可以看作物體受到一連串能量為hf的光子所轟擊,被照射物體的材料吸收了光子的能量而發(fā)生相應電效應的物理現(xiàn)象.根據產生的電效應的不同,光電效應大致可以分為三類:,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,外光電效應 在光線作用下，物體內的電子逸出物體表面向外發(fā)射的物理現(xiàn)象稱為外光電效應，也稱為光電發(fā)射效應。逸出來的電子稱為光電子。外光電效應可用愛因斯坦光電方程來描述式中，v是電子逸出物體表面時的初速度;m是電子的質量;W是金屬材料的逸出功(金屬表面對電子的束縛).上式為著名的愛因斯坦光電方程，它揭示了光電效

5、應的本質。根據愛因斯坦的假設：一個光子的能量只能給一個電子，因此單個的光子把全部能量傳給物體中的一個自由電子，使自由電子的能量增加為hf，這些能量一部分用于克服逸出功形，另一部分作為電子逸出時的初動能。由于逸出功與材料的性質有關，當材料選定后，要使金屬表面有電子逸出，入射光的頻率f有一最低的限度。當hf小,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,于W時，即使光通量很大，也不可能有電子逸出，這個最低限度的頻率稱為紅限頻率。當hf大于W時，光通量越大，逸出的電子數(shù)目也越多，光電流也就越大。 根據外光電效應制成的光電元器件有光電管、光電倍增管、光電攝像管等。 內光電效應 在光線作用下，使物體導

6、電能力發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為內光電效應，也稱為光電導效應。 根據內光電效應制成的光電元器件有光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管和光敏晶閘管等。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,光生伏特效應 在光線作用下，物體產生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應?；诠馍匦墓怆娫骷枪怆姵?。 光電開關 光電開關是用來檢測物體的靠近、通過等狀態(tài)的光電式傳感器。它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉化為開關信號的變化以達到探測的目的。由于光電開關輸出回路和輸入回路是電隔離的(即電絕緣)，所以它可以在許多場合得到應用。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,霍爾傳感器,霍爾效應 置于磁場

7、中的靜止載流導體，當它的電流方向與磁場方向不一致時，載流導體上平行于電流和磁場方向上的兩個面之間產生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍耳效應。該電動勢稱為霍耳電勢。如圖4.59所示，在垂直于外磁場B的方向上放置一導電板，導電板通以電流I，方向如圖所示。導電板中的電流使金屬中自由電子在電場作用下做定向運動。此時，每個電子受洛倫茲力fl的作用，fl的大小為 fl=eBv,2013年5月31日,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,測速原理,光耦元器件:微型電動機接通電池時,促使遮光片經過光耦元器件時遮蓋發(fā)光二極管的光線使三極管得不到光而中斷，P2.2沒有電信號計數(shù)一次到第二次轉到遮光點時，有中間時間就

8、可得到轉速。 霍爾元器件：微型電動機接通電池時，磁鋼也轉動起來。霍爾元器件處在有無磁場情況下相當是開關，當磁鋼轉到霍爾元器件附近時它得感應到磁場相當斷開沒有接通P2.0，這樣計數(shù)一次，待第二次轉到霍爾元器件時再計一次數(shù)，通過中間時間就可以計算出轉速。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,光耦傳感器接口電路圖,,STC89C54 RD+的 單片機,P2.2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,4.7k,0.5k,5V,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,霍爾傳感器接口電路圖,,STC89C54 RD+的 單片機,P2.0,,D,G,V,,,5V,,,,,,,

9、,,霍爾元器件,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,實物圖,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,實訓編程,#include sbit cgq_gd_b=p22; sbit cgq_hr_b=p20; uchar JS=0; uchar SD=0; uchar DQ=0 void time1_inter(void) interrupt 3 ++JS; if(JS28) JS=0; SD=0; DQ=0; ,2013年5月31日,電氣11302班 李濤, void main(void) uchar databuf9; uint count=0; bit gd_b=0; b

10、it hr_b=0; TMOD=0 x10; TR1=1; ET1=1; EA=1; begin: init_jp_led_dz(); clr_led_dz(); led_string(0, 0 0);,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,for(;;) if(read_key()== A)count=0;goto begin; if(DQ==0) sprintf(buf,%2bu,SD); led_string(6,buf); if(cgq_gd_b==0) gd_b=1; if(cgq_hr_b==0) hr_b=1; if((cgq_gd_b!=0 ,2

11、013年5月31日,電氣11302班 李濤,實訓心得,經過這一周的接口實訓，我在理論的基礎上更深刻的掌握了單片機的深層內容及實際生活中的應用，實訓鍛煉了自己動手能力和思維能力，還有在軟件方面的編程能力，讓我受益匪淺，同時也暴露出一些平時學習上的問題，讓我深刻反思。這些問題的發(fā)現(xiàn)將為我以后的學習和工作找明道路，查漏補缺為進一步學習作好準備。通過實訓，讓我懂得了如何編寫一些簡單的程序，學會了如何制作單片機應用程序，并且可以在今后的日常生活中靈活運用。,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,本次實訓，特別感謝程利民、朱曉玲、黃京、姜新橋、桂毅、鮑方等老師（排名不分先后）耐心而又熱情的指導和幫助！謝謝！,2013年5月31日,電氣11302班 李濤,