干涉条纹计数器的仿真设计.doc

摘要:针对在干涉仪中测量激光波长实验需要人工记录干涉条纹移动数目这个问题，利用干涉条纹明暗相间变化这一特点，研制出一种干涉条纹自动计数电路。

本电路分为两个模块，分别为光电转换电路模块和计数电路模块。前者把光敏三极管作为光电检测器，通过两级直接耦合放大电路，将干涉条纹明暗变化信号放大后以矩形波的形式输出 ；后者则是以单片机AT89C51为核心的脉冲计数器，利用其内部定时器功能，配合终端来进行定时计数，最后通过数码管将条纹移动数目显示出来。其中计数电路中的单片机程序用C语言编写，通过KEIL软件编译生成HEX文件，最后导入在PROTEUS已经画好的电路图，调试并运行。最后根据仿真结果，得出该电路具有能准确记录干涉条纹改变数量的功能。

关键词  光敏三极管；脉冲；单片机；计数；仿真

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 迈克尔逊干涉仪简介-1

1.2 研制干涉条纹自动计数装置的必要性-2

2 光电转换电路模块的设计-3

2.1 光敏三极管介绍-3

2.1.1 光敏三极管概述-3

2.1.2 三极管的光电转换原理-4

2.1.3 光敏三极管的工作特性-4

2.2 光电转换放大电路-5

2.2.1 两级直接耦合放大电路-5

2.2.3 光敏三极管接入放大电路-5

2.2.3 光电转换放大电路的调试-7

2.3 几种干扰及排除方法-8

2.3.1 简单的干扰与解决-8

2.3.2 利用施密特触发器与解决条纹不稳定问题-8

3干涉条纹计数电路模块的设计-10

3.1 单片机AT89C51介绍-10

3.1.1 AT89C51概述-10

3.1.2 AT89C51的主要特性-10

3.1.3 AT89C51的结构说明-11

3.1.4 AT89C51的引脚-11

3.2 利用单片机组成的计数电路-14

3.2.1 计数电路整体的设计-14

3.2.2 完整的干涉条纹计数器电路-15

4 干涉条纹计数器的程序设计-16

4.1 程序流程图-16

4.2 编写程序-17

5 干涉条纹计数器电路的仿真-21

5.1 KEILC51与PROTEUS介绍-21

5.1.1 KEILC51概述-21

5.1.2 PROTEUS概述-22

5.2 电路的仿真与调试-23

5.2.1 准备阶段-23

5.2.2 电路调试阶段-23

5.2.3 电路运行阶段-24

结论-25

致谢-26

参考文献-27