光电密码锁实验

1、光电密码锁实验一、实验目的了解各种光电器件的特性及原理，掌握使用方法。二、实验原理1、器件原理（1）反射式光电开关漫反射光电开关是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光滑或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。（2）对射式光电开关对射式光电开关包含在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接进入接收器。当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体是不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测模式。（3）光电

2、耦光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件，它由发光源和受光器两部分组成，把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。（4）光电池（详见光电池特性曲线实验）（5）光敏电阻（详见光敏电阻特性曲线实验） 2、光电密码锁实验原理反射式光电对管前无障碍物，所以接收管不导通，其输出为高电平，经74LS04反向器后22脚为低电平，LED1发光；当在对管前挡障碍物时，接收管导通，22脚输出为高电平，LED1不发光。22脚为单片机的输入。对射式光电对管前无障碍物，接收管

3、可以接收由发射管L1发射的光谱，它处于导通状态，输出低电平，经74LS04反向器后24脚为高电平，LED2不发光；当在两管中间加隔离时，接收管处于截至状态，24脚输出低电平，LED2发光。24脚为单片机的输入。若光耦的发射管与接收管之间无障碍物时，接收管导通，其输出为低电平，经一级反向器后26脚为高电平，LED3不发光；当光耦的发射管与接收管之间有障碍物隔离时，发射管不导通，26脚输出低电平，LED3发光。26脚为单片机的输入。对光电池加光照，其两端会产生光生电动势，经741放大器放大后加至比较器LM339的6脚（负输入端），使比较器输出低电平，经74LS04反向器后28脚为高电平，LED5不

4、发光；当没有光照时，光电池不会产生光生电动势，比较器输出为高电平，28脚电压为低，LED5发光。一般比较器7脚（正输入端）悬空，也可将其与34脚相连，接可调电源，通过改变比较阈值来调节此实验板对光照强度的感应灵敏度。28脚为单片机的输入。对光敏电阻不加光照，其暗阻很高，比较器LM339的4脚（负输入端）为高电平，所以其9脚输出为低电平，经一级反向器后30脚为高电平，再经一级反向器后输出低电平，LED4发光；当有光线照射光敏电阻时，其亮阻较小，比较器LM339的4脚（负输入端）为低电平，其9脚为高电平，30脚输出低电平，且LED4不发光。一般比较器5脚（正输入端）悬空，也可将其与38脚相连，接可

5、调电源，通过改变比较阈值来调节此实验板对光照强度的感应灵敏度。30脚为单片机的输入。实验原理图如图1-17所示。图1-17 光电密码锁硬件原理图本实验是应用光电传感器的开关特性，利用光电元件受光照或无光照时“有”“无”电信号输出的特性将被测量转换成断续变化的开关信号。在信号处理上代替了单片机的按键置入和开关的抖动。3、流程图（如图1-18所示）三、实验仪器1、光电检测与信息处理实验台（一套）2、光电密码锁实验板3、示波器4、导线若干5、十芯扁平线6、遮光片四、实验步骤1、按图1-19连接实验线路。（1）将光电密码锁实验板插在光电检测综合试验台总线模块上的PLUG641、 PLUG642、PLU

6、G643的任意位置；（2）将电源模块的+5V、-5V、AGND与总线模块的+5V、-5V、AGND分别相连，电源模块的模拟地和数字地相连接，将总线模块的22、24、26、28、30分别和单片机模块的PB3、PB2、PD3、PB1、PB0相连，PB4、PB5、PB7分别连接CS、SID、CLK，连接JP17和JP9；（3）用万用表检查实验线路保证线路连接准确无误后进入下一步。图1-18 光电密码锁软件流程图3、打开电源，液晶提示按“S2”进入光电密码锁的设计实验，此时液晶显示“请输入密码0000”为等待密码输入状态。单片机设定密码为“4321”。 （返回键为：“S9”）（1）反射管前挡四下遮光片，液晶显示“请输入密码4000”；（2）对射管前挡三下遮光片，液晶显示“请输入密码4300”；（3）改变光电池前的光照强度，液晶显示“请输入密码4320”；（4）改变光敏电阻前的光照强度，液晶