光电转速计、光耦里程表实验
一、实验目的
掌握透射型光电耦合开关的实际应用，包括转速计和里程表
二、实验内容
透射型光电耦合开关的转速计设计、里程表应用
三、实验仪器
1、光电技术创新综合实验仪 一台
2、光电耦合实验模块 一块
3、连接导线 若干
四、实验原理
透射型光电开关形状如图2-1，光电发射器件（LED）与光电接收器件（光电三极管）分别安装在器件的两臂上，分离尺寸一般为4—12mm。当有物体挡在光电耦合开关的两臂中间时，光信号的接收通路被阻断，所以有物体移动时光电开关就会工作在开关状态，起到开关控制的作用。
图 2-1 透射型光电开关
脉冲信号经过光电开关后，通过“0，1”信号对发光二极管的光发送信号进行调制，通过光电二极管的接收还原为“0，1”信号，实现了对信号的传输。
透射型光开关的开关特可应用到实际生活中的汽车里程表设计中。里程表用于累计、储存和显示车辆所走过的路程，既有在需要的时候重新置值的短途表，也有用来指示车辆走过的总里程表。每次行驶里程是利用集成电路通过车速传感器所产生的脉冲数信号来计算并存储车辆所走过的里程。累加各次行驶过的里程数，便可得到总里程数。在本实验中，我们在光电转速测量电路的基础上，将光电耦合开关输出的脉冲信号Fout作为里程表的输入信号，利用单片机编程实现对脉冲计数、里程数转换及显示，电路图如图2-2所示。
对经转盘调制的脉冲进行整形，此脉冲送给单片机。
图2-2 光耦里程表原理图
使用单片机的计数器得到调制后的脉冲数，通过计算得到转盘转速和里程数，转盘上开有6个孔，透射型光开关的输出信号频率为Fout、那么转盘的转速为speed=3.6*Fout*D*PI/6 km/h；D为转盘直径，PI为3.14。里程数为每秒所走里程的累加。
五、实验注意事项
1、打开电源之前，将“电源调节”处旋钮逆时针调至底端；
2、实验操作中不要带电插拔导线，应该在熟悉原理后，按照接线图连接，检查无误后，方可打开电源进行实验；
六、实验步骤
光电转速计、里程表实验
1、实验模块上A，K，C，E与实验箱主板上透射型光开关的A，K，C，E相连接，实验箱主板上可调偏压0—12V2与V1连接，GND2与V2连接，12V2、GND2分别连接实验箱上电压表的正负插孔。按下电源开关K3，K4调节电压调节旋钮使转盘转动起来，测量TP7点电压和TP8点电压。调节W4使TP9点输出稳定方波。（调节电压时需从0V往上调，并且保证转盘转速适当不要过高）；
2、调节转盘的转速测量TP9的波形，观察TP9点波形频率的变化；
3、按下复位开关K1，观察液晶屏上显示的内容，行为里程数，第二行为转速。speed=3.6*Fout*D*PI/6；透射型光开关的输出信号频率为Fout，D为转盘直径程序里设置为1m，PI为3.14。distance为每秒所走里程数的叠加，K1开关起复位作用，按下K1速度和里程都清零；
4、改变转盘转速观察液晶屏所显示的speed和distance的变化情况。
光电耦合开关转速计、里程表设计实验
（1）对照单片机模块实验指导书，熟悉单片机及各外围电路功能及用法，掌握单片机开发方法；
（2）参考单片机模块实验及光耦转速计、里程表实验编写程序，设计相关电路及编写程序实现里程表功能。
（3）参考单片机模块实验指导书，用2#连接导线将单片机模块相应P3.4口连接到光电耦合实验模块的J8（经转盘调制整形后的频率信号）。
（4）自行编程，实现对脉冲频率的计数，将频率值进行相关运算得到速度值和里程值（可参考光耦里程表模块源程序）；
图2-3 程序流程图
（5）将自行编写程序的HEX文件烧入单片机（详见“单片机实验模块”的软件的安装及使用），重复光耦里程表实验的实验步骤，验证光耦里程表实验。（调试时将光电耦合模块上的单片机拔去）
七、思考题
1、怎样实现里程数的存储和累加？
2、思考利用光开关还能设计出什么样的应用电路？
