[发明专利]基于ARM7的新型光电传感实训装置

说明书

技术领域

本发明属于电子信息类教学检测仪器，具体涉及一种基于ARM7的新型光电传感实训装置。

技术背景

光电传感检测技术，是一种非接触测量的高新技术，以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，通过光电传感器检测待测信号，并转换为电信号，经检测电路，A/D变换，计算机运算、处理，最后得到所需信息，是现代检测技术重要的手段和方法技术的，也是未来计量技术的一个重要发展方向。

《光电检测技术》是测控技术与仪器专业的一门重要专业课程，实验环节在该课程中的学习中尤为重要，以提高学生设计能力及动手能力为目的，是整个光电检测技术学习的重要部分。然而现有的光电检测教学实验仪设计方法单一，功能局限于理论验证，很难达到培养学生综合实训及创新能力的要求。其次，国内现有的光电传感教学实验仪，多数外形美观，价格昂贵，大部分的电路以及所用元器件隐藏于实验箱体内部，学生无法直接接触到内部电路，更不用说进行创新型实验设计。

发明内容

本发明的目的就是研制新型光电传感实训装置，以满足现行普通高校光电检测实验教学需求的教研平台。

  本发明的技术方案：

一种基于ARM7的新型光电传感实训装置，包括实训装置总板及总板上设有的器件，器件分模拟部分和数字部分，

模拟部分是由前端传感器模块，模拟扩展模块组成，其中模拟扩展模块由实训者自主设计信号调理电路；传感器模块独立设置，根据设计要求可扩展至n个；

数字部分由控制单元ARM7-LPC2290 ，液晶显示模块，独立按键模块组成；

传感器模块检测待测物的物理量的变化，从而产生变化的电信号，将变化的电信号输入模拟扩展模块，经采样、滤波、放大作用后产生有效的电信号输入控制芯片ARM7-LPC2290, 控制芯片ARM7-LPC2290完成A/D转换、数据处理与人机交互界面的控制。

还包括：

电源模块，向新型光电传感实训装置各模块供电；电源模块采用双排欧式插座供电；

供电后ARM7启动初始化并驱动液晶显示模块显示人机交互界面，通过操作独立按键使核心控制单元ARM7-LPC2290调用不同子程序进入待做实验流程；

进入相应实验后，前端传感器采集的被测信号输入模拟扩展模块，实训者在模拟扩展模块上自行设计并完成信号调理电路，并将处理后的信号输入控制芯片ARM7-LPC2290，控制芯片ARM7-LPC2290完成数据采集与算法处理后驱动液晶屏进行实验结果显示。

优选：

控制芯片ARM7-LPC2290作为嵌入式微控制器，其内部集成有10位逐次逼近式A/D转换器；

传感器模块包括：红外热释电、对射式光电开关、反射式光电开关、光电池、光电二极管，热敏电阻，光敏电阻；

模拟扩展模块包括：采样电路，滤波电路,放大电路；

独立按键模块包括：设置于上方和下方独立按键,确定独立按键，返回独立按键；

液晶显示模块采用LCM12864。

进一步优选：

电源模块采用U1～U2；

传感器模块采用7个独立的传感器模块U3～U7、U16、U17；

模拟扩展模块采用U8～U10；

独立按键模块采用U12～U15；

核心控制单元ARM7- LPC2290 采用U11；

液晶显示模块采用U18；

传感器模块中的U3～U7的输出端连接到模拟扩展模块U8～U10的输入端， U8～U10的输出端连接U11的23号引脚，23号引脚端口为10位逐次逼近式A/D转换器的输入端口，传感器模块中的U16、U17连接到U11的49号引脚，U11的100、101、121、122号引脚分别连接到独立按键的上U12、下U13、确定U14、返回U15，U11的50、58、59、61、68、69、75、76、78、83、84、85、92、99号引脚分别连接到液晶显示模块U18的4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17号引脚，实现人机交互功能。

电源模块采用 AMS1117，液晶显示模块采用 LCM12864R，采用波长650nm的光电二极管，红外热释电探头采用LHI778，转速测量采用对射式槽形光耦GK122。