oems光电测量及技术实验系统

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1、OEMS光电测量及技术实验系统使用说明书重庆大学物理实验中心OEMS光电测量及技术实验系统使用说明书“OEMS光电测量及技术实验系统”分为硬件和软件两大部分。硬件负责将光信号转换成数字信号传给计算机，软件负责对硬件传来的数字信号进行处理分析，并以图形的方式显示出来。所以它的使用也就分为硬件和软件两部分。下面就分别介绍它们的使用方法：一、硬件的使用1.1系统介绍本系统流程图如图1-1所示，需要测量的光信号经光学系统投射到CCD器件，CCD器件在驱动信号的驱动下，将光信号转化为模拟视频信号，模拟视频信号通过前置放大等处理后送到A/D转换器，A

2、/D转换在驱动器的驱动信号控制下将模拟信号转化为数字信号并按帧传送到存储器中存储，当计算机运行程序向单片机1发送传输数据的命令，单片机1就从存储器中读取一帧数据(2048个象元点的数据)并将其通过串口通讯接口传送给计算机。同时，在程序控制下，单片机2从驱动器读取驱动频率和积分时间，从存储器读取数据，并经过一定处理后在数码管上显示出来。在单片机1与计算机的串口通信中,由于计算机配置的是基于RS232标准的接口,而单片机的输入输出电平都采用的是TTL,两者在电气特性上是不一致的,因而需要进行转换。本系统采用单电源的标准RS-232的MAX23

3、2芯片。此电路采用的CCD型号是TCD1206SUP，为典型的二相线阵CCD。它由2236个pn结光电二极管构成光敏元阵列。A/D转换采用的器件是AD78系列，它将输入的模拟信号转换为八位二进制数分别输出，也就是输出的数据在0——255之间。从信号预处理出来的电压信号最大为2伏。存储器采用的型号为IDT7134，它共有12根地址线，容量为，因为每个象元点用8位二进制表示，故此存储器一次可以存储2048个象元点的信息。图1-2驱动器为各部分分别提供驱动信号，以此来控制各部分信号处理顺序以及处理时间差，主要由可编程逻辑器件(CPLD)来完成。

4、CPLD可以为CCD、AD及存储器提供驱动信号，时序关系如图1-2所示：其中CLK是CPLD的输入信号，SH﹑F1﹑F2﹑FR四个驱动信号是提供给CCD器件的；AD_CS﹑AD_RD﹑AD2_11三个驱动信号是提供给A/D转换器的，均为低电平有效；M_RWL为存储器的控制信号，为低电平有效，如上图示，当A/D转换器转换完成时，M_RWL有一个低电平信号，此时存储器将A/D转换的结果读出并存储。电源通信积分时间驱动频率(1)(2)(5)(4)(3)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)输入选择阈值调节信号增益数码显示电源开

5、关光源M_OERM_RERM_CERM_CELM_RWLM_OERAD_INTFRF1AD_CSLAD_RDF2VOSVOSHDOSGNDGND+5VRXDTXDRXTX1.2仪器面板介绍及操作方法1.2.1仪器面板介绍1.电路板2.“信号增益”调节旋纽3.“输入选择”调节旋纽4.“阈值调节”旋纽5.“数码显示”选择开关6.电源开关7.光源开关8.通信指示灯9.电源指示灯10.“驱动频率”选择按纽11.“积分时间”选择按纽12.LED数码显示13.测量用接线柱1.2.2操作说明1．电路板：采用开放式设计，完成了信号的处理，主要芯片对用户可

6、见，对主要流程还作了说明，使用者可以根据此电路板及流程说明对本系统的基本原理有大概的了解。2．“信号增益”调节旋纽：调节信号放大倍数的旋纽，共分七档，放大倍数在实验箱上已标示清楚。实验时可根据输出信号大小调节放大倍数。3．“输入选择”调节旋纽：(1)“断路”档：CCD信号与电路断开，即没有外部信号输入，得到的是无用信号；(2)“CCD信号”档：AD的输入信号为CCD的输出视频信号VO；(3)“二值化信号”档：AD的输入信号为CCD的输出视频信号VO经硬件二值化以后的信号。(4)“阈值电压”档：AD的输入信号为阈值电压。(5)“振动测量”档

7、：只有“OEMS-IV”具备此功能，可以在OEMS应用软件上显示物体的振动曲线，测量振动频率、周期、振幅。4．“阈值调节”旋纽：调节阈值电压大小，此时“输入选择”档和“数码显示”档都应选择“阈值电压”，则调节阈值时可以在数码管上显示阈值的变化。5.“数码显示”选择开关：(1)“积分时间工作频率”档：显示积分时间和工作频率的大小(档)；(2)“二值化计数”档：用于二值化实验中，显示采集的“0”的个数；(3)“阈值电压”档：在“输入选择”旋纽的介绍中已经讨论了“阈值电压”显示选项，在此不再赘述。6．电源开关：实验前要将电源线(插口位于实验箱后

8、面)连接到220V交流电，按下此开关，则电源指示灯应点亮。7．光源开关：根据实验需要选择光源的开关。8．通信指示灯：单片机通过RS232接口与PC机通信时，该指示灯亮。9.电源指示灯：实验箱接