光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)

1、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私飧鞣N光電器件的特性及原理，掌握使用方法。二、實(shí)驗(yàn)原理1、器件原理（1）反射式光電開關(guān)漫反射光電開關(guān)是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過時(shí)，將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光滑或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測(cè)模式。（2）對(duì)射式光電開關(guān)對(duì)射式光電開關(guān)包含在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器。當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體是不透明時(shí)，對(duì)射式光電開關(guān)是最可靠的檢測(cè)模式。（3）光電

2、耦光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件，它由發(fā)光源和受光器兩部分組成，把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。（4）光電池（詳見光電池特性曲線實(shí)驗(yàn)）（5）光敏電阻（詳見光敏電阻特性曲線實(shí)驗(yàn)） 2、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)原理反射式光電對(duì)管前無障礙物，所以接收管不導(dǎo)通，其輸出為高電平，經(jīng)74LS04反向器后22腳為低電平，LED1發(fā)光；當(dāng)在對(duì)管前擋障礙物時(shí)，接收管導(dǎo)通，22腳輸出為高電平，LED1不發(fā)光。22腳為單片機(jī)的輸入。對(duì)射式光電對(duì)管前無障礙物，接收管

3、可以接收由發(fā)射管L1發(fā)射的光譜，它處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出低電平，經(jīng)74LS04反向器后24腳為高電平，LED2不發(fā)光；當(dāng)在兩管中間加隔離時(shí)，接收管處于截至狀態(tài)，24腳輸出低電平，LED2發(fā)光。24腳為單片機(jī)的輸入。若光耦的發(fā)射管與接收管之間無障礙物時(shí)，接收管導(dǎo)通，其輸出為低電平，經(jīng)一級(jí)反向器后26腳為高電平，LED3不發(fā)光；當(dāng)光耦的發(fā)射管與接收管之間有障礙物隔離時(shí)，發(fā)射管不導(dǎo)通，26腳輸出低電平，LED3發(fā)光。26腳為單片機(jī)的輸入。對(duì)光電池加光照，其兩端會(huì)產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)741放大器放大后加至比較器LM339的6腳（負(fù)輸入端），使比較器輸出低電平，經(jīng)74LS04反向器后28腳為高電平，LED5不

4、發(fā)光；當(dāng)沒有光照時(shí)，光電池不會(huì)產(chǎn)生光生電動(dòng)勢(shì)，比較器輸出為高電平，28腳電壓為低，LED5發(fā)光。一般比較器7腳（正輸入端）懸空，也可將其與34腳相連，接可調(diào)電源，通過改變比較閾值來調(diào)節(jié)此實(shí)驗(yàn)板對(duì)光照強(qiáng)度的感應(yīng)靈敏度。28腳為單片機(jī)的輸入。對(duì)光敏電阻不加光照，其暗阻很高，比較器LM339的4腳（負(fù)輸入端）為高電平，所以其9腳輸出為低電平，經(jīng)一級(jí)反向器后30腳為高電平，再經(jīng)一級(jí)反向器后輸出低電平，LED4發(fā)光；當(dāng)有光線照射光敏電阻時(shí)，其亮阻較小，比較器LM339的4腳（負(fù)輸入端）為低電平，其9腳為高電平，30腳輸出低電平，且LED4不發(fā)光。一般比較器5腳（正輸入端）懸空，也可將其與38腳相連，接可

5、調(diào)電源，通過改變比較閾值來調(diào)節(jié)此實(shí)驗(yàn)板對(duì)光照強(qiáng)度的感應(yīng)靈敏度。30腳為單片機(jī)的輸入。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖1-17所示。圖1-17 光電密碼鎖硬件原理圖本實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用光電傳感器的開關(guān)特性，利用光電元件受光照或無光照時(shí)“有”“無”電信號(hào)輸出的特性將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成斷續(xù)變化的開關(guān)信號(hào)。在信號(hào)處理上代替了單片機(jī)的按鍵置入和開關(guān)的抖動(dòng)。3、流程圖（如圖1-18所示）三、實(shí)驗(yàn)儀器1、光電檢測(cè)與信息處理實(shí)驗(yàn)臺(tái)（一套）2、光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)板3、示波器4、導(dǎo)線若干5、十芯扁平線6、遮光片四、實(shí)驗(yàn)步驟1、按圖1-19連接實(shí)驗(yàn)線路。（1）將光電密碼鎖實(shí)驗(yàn)板插在光電檢測(cè)綜合試驗(yàn)臺(tái)總線模塊上的PLUG641、 PLUG642、PLU

6、G643的任意位置；（2）將電源模塊的+5V、-5V、AGND與總線模塊的+5V、-5V、AGND分別相連，電源模塊的模擬地和數(shù)字地相連接，將總線模塊的22、24、26、28、30分別和單片機(jī)模塊的PB3、PB2、PD3、PB1、PB0相連，PB4、PB5、PB7分別連接CS、SID、CLK，連接JP17和JP9；（3）用萬用表檢查實(shí)驗(yàn)線路保證線路連接準(zhǔn)確無誤后進(jìn)入下一步。圖1-18 光電密碼鎖軟件流程圖3、打開電源，液晶提示按“S2”進(jìn)入光電密碼鎖的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，此時(shí)液晶顯示“請(qǐng)輸入密碼0000”為等待密碼輸入狀態(tài)。單片機(jī)設(shè)定密碼為“4321”。 （返回鍵為：“S9”）（1）反射管前擋四下遮光片，液晶顯示“請(qǐng)輸入密碼4000”；（2）對(duì)射管前擋三下遮光片，液晶顯示“請(qǐng)輸入密碼4300”；（3）改變光電池前的光照強(qiáng)度，液晶顯示“請(qǐng)輸入密碼4320”；（4）改變光敏電阻前的光照強(qiáng)度，液晶