修改光电综合课程设计论文

光电综合课程设计报告

基于发光二极管( LED )和光电二极管( PD )的光幕靶的设计

姓 名：刘志鹏 罗顺 欧阳帅 夏景锋 张锐凌 班 级：10电子科学与技术1班 学 号：201030570120 201030570121

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指导老师： 罗霞 赵懿琨 日 期： 2013.11.25～2013.12.06

华南农业大学工程学院

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摘 要

本文设计一种以8位单片机STC89C51为核心的速度测试系统,可应用于实时记录。采用红外发射二极管阵列形成矩形光幕，利用光电二极管阵列测量光幕的光强，当物体穿过光幕时，相应的光电二极管接收到信号，经信号采集和处理电路计算出物体的速度。结果表明，该测速装置简单可靠，可满足范围速度测量的要求。 关键字:光电二极管阵列 红外二极管阵列 单片机

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目 录

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前言 ....................................................................................................................................................... 4 硬件设计 ............................................................................................................................................... 4 2.1发光系统 ............................................................................................................................................ 5 2.2光电转换电路 .................................................................................................................................... 6 2.3单片机电路 ........................................................................................................................................ 6 2.4显示电路 ............................................................................................................................................ 7 2.5总方案 ................................................................................................................................................ 7 3. 软件设计 ............................................................................................................................................... 8 4. 实验与分析 ........................................................................................................................................... 9

4.1实验数据 ............................................................................................................................................ 9 4.2数据分析 .......................................................................................................................................... 10 4.3 缺陷与改进 ..................................................................................................................................... 10 5. 结论 ..................................................................................................................................................... 11 6. 心得体会 ............................................................................................................................................. 11 致 谢 ......................................................................................................................................................... 13 参考文献 ......................................................................................................................................................... 14 附录 ................................................................................................................................................................. 16

附录1 89C51单片机测速度程序 ....................................................................................................... 16 附录2 单片机测速度仿真图 ................................................................................................................ 19 附录3 实物图 ........................................................................................................................................ 20 附录4 元器件清单 ................................................................................................................................ 20

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1. 前言

光幕靶多应用于轻武器速度测量中，少部分经改变其构成用于车速测量的运用中。在轻武器飞行弹丸着靶坐标的自动化测试，目前比较成熟的是非接触式超声坐标靶。但受到各种因素的限制，产生的干扰很大。而多光幕靶是一种比较成熟的光电自动报靶装置，通过测量子弹穿过这几个光幕的时间，计算子弹的弹着点坐标．多光幕靶测试精度高，但结构较复杂，有效靶区受结构的影响，不易做得很大．

美国专利描述了一种光电自动报靶装置，这种光电自动报靶装置需要平行度较高的光源，结构复杂，靶面面积不能做得太大．英国MSI公司按照这种方案设计的大面积光电自动报靶装置技术已经很成熟，但靶面面积只能达到2ｍ×2ｍ．

而在火工品产品研制和校验中, 需要测试运动螺栓和小滑车的初速以及着靶时间。这些参数是检验该产品的关键参数, 能否准确测量, 直接影响该产品对导弹和发射火箭的点火和引信作用效果。而大多测量时候以人工操作误差大，接触碰撞会造成能耗，导致了测量误差较大。使用非接触式的光幕靶来进行测量时最佳的选择。

在射击之类的比赛等等，需要测量速度的，非接触式的光幕靶测量无疑是最好的选择，虽然由于限制，让其受到影响。

本文是根据其测量的原理，用LED和PD管搭设光幕靶，以单片机的控制程序进行测试，通过光幕靶的信号进行速度的测量，结构简单，测量数据准确有效。

2. 硬件设计

本设计工作原理是通过红外光电管的信号来检测物体通过固定距离的时间，然后将数据交单片机处理，在确定位移的情况下，由时间值通过计算后可得到速度值，然后，单片机将速度值输出给显示器。其功能框图如图1。

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