课程设计总结报告
课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：汤备
系别：物理与电子学院专业：电子科学与技术指导教师：徐代升
2010年 07 月02日
目录
一、设计任务书 (3)
1、课题 (3)
2、目的 (3)
3、设计要求 (3)
二、实验仪器 (3)
三、设计框图及整体概述 (4)
四、各单元电路的设计方案及原理说明 (4)
NE定时器构成多谐振荡器作调制电源 (5)
1、用555
NE电路结构 (5)
（1）555
NE定时器组成的多谐振荡器 (5)
（2）由555
（3）发射端电路 (6)
LF放大器构成接收放大电路 (6)
2、用353
（1）光放大器 (7)
（2）光比较放大器 (7)
五、调试过程及结果 (8)
1、调试的过程及体会 (8)
2、调试结果 (8)
六、设计、安装及调试中的体会 (9)
七、对本次课程设计的意见及建议 (9)
八、参考文献 (10)
九、附录 (10)
1、整体电路图 (10)
2、课程设计实物图 (10)
3、元器件清单 (11)
一、设计任务书
1、课题
光电报警系统设计与实现。
2、目的
本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。通过个人收集资料，系统设计，电路设计、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。
3、设计要求
（1）基本要求
NE构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参用555
LM构成比较放大器进行报警电路设计；画出所数选择进行分析说明；选用324
做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。
（2）扩展要求（选做）
分析影响作用距离的因素，提出提高作用距离的措施；设想光电报警系统的应用场合，并根据不同应用提出相应电路的设计方案。如需要闪烁报警，电路如何设计？
二、实验仪器
多功能面包板………………………………………………………………1块TDS.60MHz.1Gs s双通道数字存储波示器………………………1台1002
YB A A直流稳压电源…………………………………………………1台
17333
万用表………………………………………………………………………1台
三、设计框图及整体概述
光电报警系统是一种重要的监视系统。目前其种类日益增多。有对飞机、导弹等军事目标入侵进行的报警系统；也有对机场、重要设施或危禁区域防范进行报警的系统。红外报警系统是各种报警器中使用最多的一种，它是利用在红外波段的光电探测器制作的一种光电探测系统。常用的红外报警器，按其工作方式可分为被动式和主动式两种。
被动式红外报警器只有接收部分，当有人和物体进入其监视范围之内时，人或物体发出的红外辐射被相应的红外探测器接收后，经过信号放大和处理，就会发出报警。
主动式红外报警器的原理框图如图1所示。由红外光源发出的红外辐射被红外探测器接收，红外辐射信号变为电信号，经信号放大和处理电路后送报警电路。这种报警器实际上分成发送和接收两部分，分开放置。当没有人和物体进入这两部分之间，红外辐射没有被阻挡时，报警处于一种状态，不报警。一旦有人或物体进入这两部分之间。红外辐射被阻挡，报警器立即翻转到另一种状态，即可报警。
图1 主动式红外报警器原理框图
一般来说，被动报警系统的保密性好，但是设备比较复杂；而主动报警系统可以利用特定的调制编码规律，达到一定的保密效果，设备比较简单。考虑到元器件及其他设备要求，本课程设计采用主动式红外报警器工作方式。
四、各单元电路的设计方案及原理说明
NE定时器构成多谐振荡器作调制电源
1、用555
555定时器是一种应用方便的中规模集成电路, 广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
NE电路结构
（1）555
555NE 定时器的内部电路由分压器、
电压比较器1C 和2C 、简单SR 锁存器、放电三极管T 以及缓冲器G 组成，555NE 集成电路的内部结构如图2所示，管脚图如图4所示。
图2 NE555集成电路的内部结构图
图3 NE555 集成电路管脚图
（2）由555NE 定时器组成的多谐振荡器
NE555集成电路的内部结构可参看图2。用它构成占空比为0.5的多谐振荡器原题图如图4所示。下面对照电路图简述其工作原理及参数选择。
当3脚为高电平（略低于Vc 时），输出电压将通过R1对C1充电。A 点电压按指数规律上升，时间常数为R1C1。
当A 点电压上升到上限阙值电压（约2Vc/3时），定时器输出翻转成低电平（略大于0V ）。这时，A 点电压将随C1放电而按指数规律下降。当A 点下降到下限阙值电压（约Vc/3）时，定时器输出变成高电平，调整R2的阻值得到严格的方波输出。
用NE555组成振荡器来驱动发光管时，要注意发光管上串联一个限流电阻。使输出电流小于或等于发光管的最大正向电流F I 。若振荡器输出电压为Vo ，则限流电阻R 取值为 8
7 6 5
1 2 3 4
NE555
F F O I V V R -≥ 如果限流电阻低于上述公式所得值，或未加限流电阻，则会造成发光管和定时器烧毁。
图4 多谐振荡器
（3）发射端电路
如图4，当，，Ω=Ω=k 1002R k 101R C1=0.1F μ,C2=0.01F μ,)117.1(/1f C R ≈时，输出方波的占空比满足设计要求，即为50%。占空比为50%的方波发射电路如图5所示。
图5 发射端电路图
2、用12353
LF放大器构成接收放大电路
（1）光放大器
利用光敏二极管的反向特性，当接收到光信号时，光敏二极管导通良好，产生电压，放大器即可对信号处理；当没有接收到光信号时，光敏二极管截止，放大器的同相端电压几乎为0。利用1/2LF353构成的光放大器，如图6所示。
图6 光放大器电路图
（2）光比较放大器
图7 光比较放大器电路图
光电系统课程设计报告 设计题目：光电心率计 指导老师：吴xx 班级： 10XX 设计者： XXX 设计者学号： ************* 同组者姓名： ****************************** ****************************** ********************************* 设计者联系电话： ****************** 目录 一．摘要 (4) 二．技术指标 (4) 三．设计原理 (5) 3.1、光电探测电路 (5) 3.2、电源电路 (6) 3.3、滤波放大电路及虚拟地电路 (6) 3.4、单片机电路 (7) 3.5、显示电路 (8) 3.6、蜂鸣器电路 (9) 四．设计方案论证 (9)
4.1、心率计的软件实现方法 (9) 4.2、滤波放大电路的实现 (9) 4.3、光电探测电路的实现 (10) 4.4、心率值的显示方法 (10) 五. 硬件电路设计 (11) 5.1、电源电路设计 (11) 5.2、光电探测电路 (12) 5.3、“虚拟地”电路 (12) 5.4、滤波放大电路 (12) 5.5、单片机电路 (13) 5.6、译码显示电路 (15) 5.7、蜂鸣器电路 (16) 六．软件设计 (16) 6.1 总流程图 (17) 6.2 主函数流程图 (18) 6.3 采样比较程序 (19) 6.4 心率计算与显示警报模块 (20) 七．结论 (21) 八．课程设计的心得体会 (21) 参考文献 (22) 附录 (23) 附录一、程序代码 (23)
附录二、原理图 (28) 附录三、PCB所有层图 (29) 附录四、顶层PCB图 (30) 附录五、底层PCB图 (30) 附录六、元件清单 (31) 一．摘要 随着现代社会，人们对自己的健康越来越关心，因此对各种医疗设备的需要也越来越大。其中心率测量仪是最常见的医疗设备之一，它能应用于医疗、 健康、体育以及我们生活中的方方面面，因此一个简单便宜而又有较高精度的 心率测量仪是很有市场的。 我们无法通过直接测量来获取人的心率，但是由于人的脉搏是与心跳直接相关的。因此，我们可以通过测量脉搏来间接测量人的心率。我们小组的光电 系统课程设计制作的光电心率测量仪是用光电传感器测量经手指尖反射的信号，然后经过滤波放大后送到51单片机进行信号处理并将计算所得到的心率值通过动态扫描的方式显示出来。 关键词：51单片机；光电测量；A/D采样；动态扫描显示；响铃提醒。二．技术指标 利用光电方法测量人体心率，并通过显示器显示出来，具体要求 如下： 1、采用51 系列单片机 2、制作光电测量头 3、通过A/D 采样方式测定人体心率（不能整形成方波计数）
课程设计总结报告 课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：邓跃斌、付炜、黑阳超、林松系别：物理与电子学院 专业：电子信息科学与技术 指导教师：雷立云 2012年11月29日
目录 一、设计任务书 (3) 1、课题 (3) 2、目的 (3) 3、设计要求 (3) 二、实验仪器 (3) 三、设计框图及整体概述 (4) 四、各单元电路的设计方案及原理说明 (4) N E定时器构成多谐振荡器作调制电源 (5) 1、用555 N E电路结构 (5) （1）555 N E定时器组成的多谐振荡器 (5) （2）由555 （3）发射端电路 (6) L F放大器构成接收放大电路 (7) 2、用353 （1）光放大器 (7) （2）光比较放大器 (7) 五、调试过程及结果 (8) 1、调试的过程及体会 (8) 2、调试结果 (8) 六、设计、安装及调试中的体会 (9) 七、对本次课程设计的意见及建议 (9) 八、参考文献 (10) 九、附录 (10) 1、整体电路图 (10) 2、课程设计实物图 (10) 3、元器件清单 (11)
一、设计任务书 1、课题 光电报警系统设计与实现。 2、目的 本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。通过个人收集资料，系统设计，电路设计、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。 3、设计要求 （1）基本要求 用555 N E构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参数选择进行分析说明；选用324 L M构成比较放大器进行报警电路设计；画出所做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。 （2）扩展要求（选做） 分析影响作用距离的因素，提出提高作用距离的措施；设想光电报警系统的应用场合，并根据不同应用提出相应电路的设计方案。如需要闪烁报警，电路如何设计？ 二、实验仪器 多功能面包板………………………………………………………………1块T D S.60M H z.1Gs s双通道数字存储波示器………………………1台1002 YB A A直流稳压电源…………………………………………………1台17333 万用表………………………………………………………………………1台
青岛农业大学 理学与信息科学学院 电子设计自动化及专用集成电路 课程设计报告 设计题目一、设计一个二人抢答器二、密码锁 学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师 完成时间 实习（设计）地点信息楼121 年 11 月 1 日
一、课程设计目的和任务 课程设计目的：本次课程设计是在学生学习完数字电路、模拟电路、电子设计自动化的相关课程之后进行的。通过对数字集成电路或模拟集成电路的模拟与仿真等，熟练使用相关软件设计具有较强功能的电路，提高实际动手，为将来设计大规模集成电路打下基础。 课程设计任务： 一、设计一个二人抢答器。要求： （1）两人抢答，先抢有效，用发光二极管显示是否抢到答题权。 （2）每人两位计分显示，打错不加分，答对可加10、20、30分。 （3）每题结束后，裁判按复位，重新抢答。 （4）累积加分，裁判可随时清除。 二、密码锁 设计四位十进制密码锁，输入密码正确，绿灯亮，开锁；不正确，红灯亮，不能开锁。密码可由用户自行设置。 二、分析与设计 1、设计任务分析 （1）二人抢答器用Verilog硬件描述语言设计抢答器，实现： 1、二人通过按键抢答，最先按下按键的人抢答成功，此后其他人抢答无效。 2、每次只有一人可获得抢答资格，一次抢答完后主持人通过复位按键复位，选手再从新抢答。 3、有从新开始游戏按键，游戏从新开始时每位选手初始分为零分，答对可选择加10分、20分，30分，最高九十分。 4、选手抢答成功时其对应的分数显示。 （2）密码锁 1、第一个数字控制键用来进行密码的输入 2、第二个按键控制数字位数的移动及调用密码判断程序。当确认后如果显示数据与预置密码相同，则LED 亮；如不相等，则无反应。按下复位键，计数等均复位
电子科技大学模电课程设计报告——火灾报警电路
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电子科技大学 《模拟电路基础》应用设计报告 设计题目：火灾报警电路 学生姓名：学号： 教师姓名：日期： 一、设计任务 通过两个温度传感器获得的电压差实现火灾自动报警。 正常情况下，电压差为零，发光二极管不亮，蜂鸣器不响。 当有火情时，电压差增大，发光二极管发光，蜂鸣器鸣叫。 二、电路原理 根据设计要求，把设计的电路分成以下三个模块（图1）： 图1 电路方框图 电路详细构成如下： 放大微 弱电压信 号 判断是否 需要报警 报警指 示
1.二极管温度传感器 仿真时，可用电压源ui1、ui2模拟温度引起的电压变化，但可用二极管作为实际的温度传感器。常温下，硅二极管正向导通时的导通电压约为0.7V。 流过二极管的正向电流固定时，温度每上升1度，正向电压下降大约2mV。 图2 二极管温度传感器 2.差分电压放大电路 发生火灾时，温度传感器的电压差可以迅速上升至几十到几百mV，根据后级的比较电压确定放大倍数，通过差分放大器将电压放大到大于比较 电压。 因此选择图三这样的电路可将微弱的电信号放大10倍左右。 图3 差分电压放大电路 ) ( 1 2I I f O u u R R u- ? =
3.单限电压比较器 差分电路输出的电压从U2的正向输入端输入，与单限电压比较器的阈值电 压UT 进行比较。 图4 单限电压比较器 CC T oH o T o oL o T o V R R R U U u U u U u U u ?+= =>=<4 34 2121;;时，时，
目录 摘要 (1) 一课程设计任务和功能要求 (1) 1.1设计应用背景 (1) 1.2设计原理 (1) 1.3系统结构 (2) 二传感器模块设计 (3) 2.1脉冲信号的获得 (3) 2.2霍尔传感器 (3) 2.3光电传感器 (3) 2.4光电编码器 (4) 2.5三套方案的选择与比较 (4) 三.设计总结 (5) 3.1硬件连接 (5) 3.2实验程序及分析 (6) 3.4原理图 (7) 3.5 PCB原理图 (7) 四.设计总结 (8) 五.参考文献 (9) 六.成员及分工情况 (9) 附录 (9)
摘要 测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。 关键词：拾取信号光电传感器霍尔传感器光电编码器转速 一课程设计任务和功能要求 任务： 电机转速自动检测 功能要求： 请设计一种电机转速监控装置，能够提供电机转速的电量信息。 1.1设计应用背景 电动机作为风机、水泵、机床等设备的动力，广泛应用于工业、农业、商业、公用设施、制造业等各个领域，在我国，电动机的用电量已经占到社会总用电量的60％以上。我国能源相对缺乏，优质能源严重短缺，同时巨大的能源消耗引起的环境污染已在某种程度上制约了经济的发展，从节约能源，保护环境出发，我国开展了很多节能研究工作电动机作为量大面广的机电产品，降低电动机的损耗、提高电动机的效率已成为节能降耗、降低生产成本、追求经济效益最大化的重要手段，是利国利民的大事。对老式耗能大的电动机必须进行节能改造，因此，研究其节能问题具有非常重要的意义。 1.2设计原理 （1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一圆盘，在圆盘上挖一小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接收开关，圆盘转动一圈即发光电管导通一次，利用此信号作为进行脉冲计数所需。 （2）计数脉冲通过计数电路进行有效的计数，按照设计要求每一秒种都必须对计数器清零一次，因为电路实行秒更新，所以计数器到译码电路之间有锁存
石英晶体好坏检测电路设计 设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2．利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏 3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真 4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏 5. 能够理解该电子线路检测的原理 6. 能够了解该电子线路的应用 成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。当有该石英晶体（又称晶振）的时候，在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有 该晶振的时候，输出的是直流，波形是一条直线。所以利用该电路可以在使 用晶振之前对其进行检测。 报告正文 （1）引言： 在高频电子线路中，石英晶体谐振器（也称石英振子）是一个重要的高频部件，它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中，也用作高性能的窄带滤波 器和鉴频器。其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成 的振荡器，其振荡频率由石英晶体谐振器决定。与LC谐振回路相比，石英晶 体谐振器有很高的标准性，采用品质因数，因此石英晶体振荡器具有较高的 频率稳定度，采用高精度和稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很高的频 率稳定度。正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性，所以在选 择石英晶体谐振器的时候，应该选择质量好的。在选择的时候要对该晶振检 测才能够知道它的好坏，所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。 （2）设计内容： 设计该电路的原理如下：
如下图所示，BX为待测石英晶体(又名晶振)，插入插座X1、X2，按下按钮SB，如果BX是好的，则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作，振荡信号从VT1发射极输出，经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波，变成直流信号电压，送至VT2基极，使VT2导通，发光二极管H发光，指示被测石英晶体是好的。若H不亮，则表明石英晶体是坏的。适当改变C1、C2的容值，即可用于测试不同频率的石英晶体。 图一石英晶体好坏检测电路检测原理图 在上面的电路中，晶振等效于电感的功能，与C1和C2构成电容三点式振荡电路，振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。即由晶振电 抗X e 与外部电容相等的条件决定，设外部电容为C L ,则=0,其中C l 是C1、 C2和C3的串联值。 （3）电路调试过程： 首先是电路的仿真过程，该电路的仿真是在EWB软件下进行的，下面是将原图画到该软件后的截图：
河南机电高等专科学校电子技术课程设计报告设计课题：三端集成稳压电路
三端集成稳压电路 一、设计任务与要求 1. 掌握二极管的单向导电性及用途； 2.了解三端集成稳压器LM7805和LM317的用途及区别； 3.对桥式整流滤波电路进行了解； 4.对变压器知识进行回顾； 5.培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力； 6.要求安全用电，正确使用元件 二、方案设计与论证 可调直流稳压电源一般由电源变压器，整流滤波电路及稳压电路所组成。变压把家用照明电交流电压220V变为所需要的低压交流电。桥式整流器把交流电变为直流电。经滤波后，稳压器再把不稳定的直流电压变为稳定的直流电压输出。本设计主要采用直流稳压构成集成稳压电路，通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。 方案一、使用型号LM317三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4001型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM317三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 方案二、使用型号LM7805三端稳压集成器。接入220V家用照明电源，通过降压变压器，使电压降到适合的值，然后使用IN4007型号二极管，电容等设计整流滤波电路，然后通过使用型号LM7805三端稳压集成器，输出一个稳定直流电。 论证：由于设计要求通过变压，整流，滤波，稳压过程将220V交流电，变为稳定的直流电，并实现电压可在1.25V-37V可调。对于型号LM7805三端稳压集成器来说，输入电压为9V--20V，输出电压为固定值5，输出最大电流为1.5A；而型号LM317三端稳压集成器输入电压的要求范围比较大，输出电压为可调的，电压的范围1.25V-37V，输出电流的最大值与上面的相同，对于此设计来说LM317的选择性比较高，比较容易操作。 通过论证，最终确定选用方案一。
计控学院 College of computer and control engineering Qiqihar university 电气工程课程设计报告题目：基于单片机的光电计数器 系别电气工程系 专业班级电气123班 学生姓名宋恺 学号2012024073 指导教师李艳东 提交日期 2015年6月 24日 成绩
电气工程课程设计报告 摘要 光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置。其工作原理是从光源发出的一束平行光照射在光电元件(如光电管、光敏电阻等)上，每当这束光被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。光电计数器的应用范围非常广泛，常用于记录成品数量，例如绕线机线圈匝数的检测、点钞机纸币张数的检测、复印机纸张数量的检测，或展览会参观者人数。 光电计数器与机械计数器相比，具有可靠性高、体积小、技术频率高、能和计算机链接实现自动控制等优点。本文即介绍基于MCS-51单片机的光电技术器。 关键词：单片机；光电计数器；数码显示；自动报警
齐齐哈尔大学计控学院电气工程系课程设计报告 目录 1 设计目的及意义 (1) 2 设计内容 (1) 2.1 系统整体设计 (1) 2.1.1 实验方案 (1) 2.1.2 光电计数器结构框图 (2) 图1 光电计数器结构框图 (2) 2.2系统硬件设计 (2) 2.2.1稳压直流电源电路 (2) 2.2.2发射接收电路 (3) 2.2.3显示电路 (3) 2.2.4报警电路 (4) 2.2.5硬件系统 (4) 2.3系统软件设计 (6) 3 结论7 4 参考文献 (8)
光电综合课程设计报告 姓名: 李方圆 学号: 1150730006 专业: 应用物理学
目录 1引言 (1) 1.1含义 (1) 1.2结构 (1) 1.3优点 (1) 1.4发展趋势 (2) 2理论分析 (3) 3 MATLAB数值模拟 (3) 3.1 程序主要源代码 (3) 3.2 数值模拟结果 (5) 3.3 结果分析 (5) 4心得体会 (6)
1引言 1.1含义 单包层光纤激光器的输出一般只有几十毫瓦的量级, 因此光纤激光器通常被认为是小功率光电子器件。然而, 对于大多数的激光应用领域, 我们需要更高功率的激光输出。双包层泵浦技术的出现是光纤领域的一大突破, 它使得光纤激光器和光纤放大器真正成为高功率器件。双包层光纤激光器是新型光纤激光器发展的代表，它的优点在于不需要将泵浦能量直接藕合到模场直径相对较小的光纤中去，它可以采用低成本的，大模场(多模)高功率的半导体激光器作为泵浦源。因为这个优势，近几年来，双包层光纤激光器研究受到了极大的关注。 1.2结构 图1 是双包层光纤示意图。光纤由纤芯、内包层、外包层和保护层组成, 折射率从纤心到外包层依次减小。为保证光纤输出单模激光, 纤芯直径为一般为几个微米, 内包层起着使激光约束在单模纤芯内和成为泵浦光的多模导管作用, 外包层起将泵浦光限制在内包层中的作用。内包层的直径一般为几百微米, 这种设计大大减小了对泵浦源模式的质量要求, 可用价格相对便宜的高功率多模二极管阵列做泵浦源, 通过特定的光学装置或直接人射到光纤,一部分泵浦光藕合到纤芯中, 而大部分泵浦光祸合到内包层中, 内包层中的光受外包层限制, 在内包层之间来回反射, 而不被吸收, 在不断的穿过纤芯的过程中, 被其中的激光介质一稀土元素离子吸收, 所以泵浦光在光纤的一端藕合进人光纤, 在光纤的整个长
课程设计报告 课程光电电路课程设计 题目光控窗帘 系别物理与电子工程学院 年级10级专业 班级学号 学生姓名 指导教师职称讲师 设计时间2013.4.15~2013.4.25
目录 一题目要求与方案论证 (2) 1.1光控窗帘 (2) 1.1.1题目要求 (2) 1.1.2 方案论证 (2) 二电子线路设计与实现 (6) 2.1光控自动窗帘的设计 (6) 三结果与分析 (8) 3.1 光控自动窗帘的实现 (8) 四总结与体会 (11) 参考文献 (12)
一题目要求与方案论证 1.1光控窗帘 1.1.1题目要求 光控自动窗帘是利用自然光线自动控制窗帘开闭的家用自动控制装置。具体要求如下： （1）白天室内需要阳光照明，窗帘自动拉开；晚上窗帘自动拉合。 （2）设置两个手动开关，打到一个开关时窗帘拉开，打到另一个开关时窗帘拉合。 （3）电路由光控电路和直流电动机正反转驱动与延时控制电路组成。光控电路由光敏三极管构成，受光线的照射，光敏三极管内阻降低，无光照时，光敏三极管 内阻增大。电动机正转将窗帘打开，反转将窗帘闭合。 1.1.2 方案论证 1、系统框图 系统组成如图1所示。系统分为输入端和控制器两部分。 图1 系统组成框图 2、设计思想 采用555时基集成电路来实现光控自动窗帘电路和延时控制电路，环境光线的照射来实现窗帘的自动开合（窗帘在清晨能自动拉开，在傍晚能自动关闭）。利用单刀双掷开关，阻值1kΩ和2MΩ的两个电阻来组合实现光敏三极管的功能。当白天有光照的时候，光敏三极管内阻降低，相当于单刀双掷开关接1kΩ的电阻；无光照时，光敏三极管内阻增大，相当于单刀双掷开关接2MΩ的电阻。直流电动机正反转驱动则通过两个接向相反的发光二极管的发光情况来体现。 3、555芯片介绍
光电子课程设计： 基于三角测量法的激光测距 摘要：本文先对激光测距的种类及原理进行介绍，其次分析不同种类的优缺点。确定制作测距仪器的制作方向。分析测量当中不同元器件存在的问题，寻找有效的解决方案，重点研究摄像头成像时存在误差的形成原因。根据研究得到的数据，对PC客户端的程序设计进行调整。利用程序尽可能减少由于硬件产生的误差。重点是设计出能确定光点的定位算法，通过对摄像头的定标、激光定位，达到实验数据与实际测量误差在10%以内。最后，提出对作品进行优化和系统功能提升计划 关键词：短距离、低成本、三角测量法 ABSTRACT: In this paper, the principle of laser ranging species and introduced first, followed by analysis of the advantages and disadvantages of different types. Production rangefinder to determine the direction of the production. Analytical measurements among different components of the problems, to find effective solutions to the causes errors in the presence of the camera focused on imaging. According to data obtained from studies on the client PC programming adjustments. The use of procedures to minimize errors due to hardware-generated. Focuses the light spot can be determined to design the location algorithm, through the camera calibration, laser positioning, to the experimental data and the actual measurement error is within 10%. Finally, the work in optimizing system functionality and Enhancement Programme KEY WORDS: Short distance、Low cost 、Triangle measurement
概述：一、光源 在光纤通信系统中，光源器件可实现从电信号到光信号的转换，是光发射机以及光纤通信系统的核心器件，它的性能直接关系到光纤通信系统的性能和质量指标。光纤通信系统要求光源具有合适的发射波长，处在光纤的低损耗窗口之中；有足够大的输出功率，从而有较长的传输距离；有较窄的发光谱线，可以减少光纤的色散对信号传输质量的影响；易于与光纤耦合，确保更多的光功率进入光纤；易于调制，响应速度要快，调制失真小，带宽大；在室温下能连续工作，可靠性高，寿命至少在10万小时以上。下面简单介绍已广泛应用的两类半导体光源：半导体发光二极管（LED ）和半导体激光二极管（LD ）。 1 发光二极管（LED ） 发光二极管（LED ）是低速、短距离光波通信系统中常用的光源。其寿命很长，受温度影响较小，输出光功率与注入电流的线性关系较好，价格也比较便宜。驱动电路简单，不存在模式噪声等问 题。 发光二极管结构简单，是一个正向偏置的PN 同质结，电子-空穴对在耗尽区辐射复合发光，称为电致发光。发出的部分光耦合进入光纤供传输使用。LED 所发出的光是非相干光，具有较宽的谱宽（30～60nm ）和较大的发射角（≈100°）。 自发辐射产生的功率是由正向偏置电压产生的注入电流提供的，当注入电流为I ，在稳态时，电子-空穴对通过辐射和非辐射复合，其复合率等于载流子注入率I/q ，其中发射电子的复合率决定于内量子效率ηint ，光子产生率为(I ηint/q)，因此LED 内产生的光功率为 ()int int /P w q η= (2.1) 式中，ω 为光量子能量。假定所有发射的光子能量近似相等，并设从LED 逸出的功率占内部产生功率的份额为ηext ，则LED 的发射功率为 ()int int /e ext ext P P w q I ηηη== (2.2) ηext 亦称为外量子效率。由上式可知，LED 发射功率P 和注入电流I 成正比。 发光二极管LED 是光纤通信中的常用 光源，它的发光仅仅是自发辐射，属于非相干光源，其输出光发射角较大，但LED 线性度好，调制时动态范围大，信号失真小，也就是P-I 曲线线性好，其P-I 特性曲线如图2.1所示。 2 激光器（LD ） 图2.1 发光二极管的P —I 特性曲线 15 10 5 0 200 400 电流(mA) 发射功率(m W ) 边发光 面发光
光电综合课程设计报告 测量纸张测厚仪的设计 姓名（学号）：陈嘉伟（0201） 刘信生（0217） 黎澄伦（0212） 沈其治（0224） 叶伟雄（0227） 班级： 2007级电子科学与技术（2）班 指导老师：罗霞谢家兴赵懿琨张宇 日期： 华南农业大学工程学院 摘要 国内外测量纸张厚度(或定量)的仪器有接触式和非接触两类，由于接触式纸张测厚仪会损坏纸张，因此现在工业生产中常用非接触式测厚仪来测量产品的厚
度（如钢板、钢带、纸张等）。这类仪表中有利用α射线、β射线、γ射线穿透特性的放射性厚度计；有利用超声波频率变化的超声波厚度计；有利用涡流原理的电涡流厚度计；还有电容式厚度计等。纸张定量是衡量纸张质量的主要指标之一。纸的密度一定时，用其厚度或定量来衡量纸张质量指标是等效的。有些纸张(如电话电缆纸), 生产上要求直接检测其厚度.在线测量纸张厚度是保证纸张质量和实现造纸生产过程自动控制必须解决的重要课题。 自1 800年F．W．Hcr~ctwl发现红外辐射以来，红外技术己在许多领域内得到广泛应用，但在测量纸张厚度方面的应用国内外尚未见报道，说明在这方面的应用尚有一些理论与技术实践问题需要进行探索研究。 本文采用了红外纸张测厚仪，主要论述了红外纸张测厚仪的理论及个部件的设计，我们以实验报告纸为对象研制的红外纸厚传感器，配有放大，采样及模数转换等环节的信号处理单元，应用了AVR系列单片机的运算及控制功能，组成一台智能型的红外纸张测厚仪。与射线定量仪比较，具有价格低，相应速度快，较好的稳定性，切避免了由于存放在放射性物质所引起的问题，最后对该研究结果及进一步的工作提出了看法。 关键词：光电纸张测厚
2012年光电系统课程设计题目 第一阶段题目 一、智能火灾检测装置 设计一基于单片机的智能火灾检测装置，主要技术指标如下。 1.采用51系列单片机 2.当房间产生烟雾时发出报警信号 3.当环境温度超过设定值时发出报警信号。 4.报警方式为声光报警 5.外接直流供电 二、光电安全防护器 设计一光幕式光电安全防护器，用以保护一线工人的人身安全。具体要求如下： 1．以51系列单片机为核心 2．保护区域大小为1000×300mm2 3．出现险情时可声光报警，并及时给出停机信号 4．系统有故障时可显示故障码 5．采用交流电供电
三、交流电参数测量仪 设计一基于单片机的交流电（220V/50Hz）测量装置，具体要求如下： 1．采用51系列单片机 2．可测量交流电的电压有效值，测量误差为±0.5V 3．可测量交流电的电源频率，测量误差为±0.1Hz 4．测量结果采用LED数码显示 5．带有测量数据保持功能键 四、自行车综合监控仪 设计一用于自行车的监控仪，用于测量自行车的车速、里程等参数，具体要求如下： 1、采用51系列单片机 2、采用光电方式测速 3、可显示速度、里程、最大速度、平均速度、环境温度等 参数 4、具有相关的控制键 5、可动态记录上述参数，每秒钟保存一次，共4个小时。 6、用电池供电，有电池电力不足报警功能。
第二阶段题目 一、光电心率测量仪 利用光电方法测量人体心率，并通过显示器显示出来，具体要求如下： 1、采用51系列单片机 2、要求制作光电测量头 3、用LED数码管显示心率 4、具有相关的控制键 5、具有声音提示功能 6、外接直流供电 二、医用输液控制器 设计一基于单片机的光电医用输液控制装置，主要指标如下： 1、采用51系列单片机 2、要求制作光电液位及点滴速度数检测装置 3、输液接近完毕时可声光报警 4、病人不适时亦可通过控制器发出报警 5、外接直流供电，+5V单电源工作
1 报告内容要求 （1）根据题目进行国内外文献查阅调研，撰写光电技术在某一领域应用的设计报告，包括应用背景、发展历史及现状、未来前景等； （2）详细说明光电应用系统的工作原理（画出原理图）； （3）凡是引用他人的论述、分析、解析式、图、表、数据、计算结果等等，必须加以明显的 注释。 2 报告格式要求 （1）A4纸打印，封页单面打印，正文双面打印； （2）页边距设置：上下页边距分别为2.5cm和2cm，左右页边距分别为2.4cm和2cm，页眉、页脚边距分别为1.8cm和1.7cm，奇偶页不同、无网格；装订要求：左侧两钉装订；上下钉分别距离上下顶边6-8cm，距侧边8-9mm，与侧边平行； （3）字号要求:正文小4号宋体字，行距最小值20磅；标题详见模板; （4）页码：页脚居中插入页码，但封面不得有页码； （5）按范例制作封面，封面不应有不必要的框线； （6）所有图表按顺序编号，下注图题，居中，小5号字； （7）图片出现之前，有相应的文字引出图片； （8）排版时注意尽量不要出现大幅的空白； （9）参考文献格式规范，参考文献序号应按在正文中出现的顺序排列； （10）除有明确要求内容以外，其他内容排版以表达清晰、美观大方、布局紧凑为基本原则。 四、注意事项 1.查阅文献至少6篇以上（外文文献1篇以上），报告不允许抄袭及互相抄袭，一旦发现， 无论是抄袭还是被抄袭者，各扣10分； 2.每组按模板提交一份综述报告，模板见下页；
光电测量综合系统课程设计报告 （设计题目） 年级专业：× ×级检测或精仪 小组成员：*** （贡献度**%） *** （贡献度**%） 年月
题目（宋体、黑体、小二号字） 作者1，作者2，作者3，…... （燕山大学电气工程学院xx专业xx班级） 摘要：字数一般在150字以内。摘要必须反映全文中心内容，内容应包括目的、 过程及方法、结论。要求论述简明、逻辑性强、尽量用短句。 关键词：3至5个 Abstract： Keywords： 1引言（包括目的、意义、国内外研究现状） 论文要求主题明确、数据可靠、逻辑严密、文字精炼。 [单击此处输入正文内容(宋体、小四号字，行距20磅)] …………………………………………………… 2正文部分（题目自拟） 题名应恰当简明地反映文章的特定内容，要便于编制题录、索引和选定关键词。不宜使用非公知的缩略词、首字母缩写字符、代号等，也不能将原形词和缩略词同时列出。 2.1系统结构 2.2工作原理 2.3实验步骤 文字大小规定如下：摘要、图名、表名及内容、参考文献均为小五号字，标题见样例。文中各级标题采用阿拉伯数字分三级编序，且一律左顶格排版。一级标题形如1，2，3，…排序；二级标题形如2.1、2.2,…排序；三级标题形如2.1.1、2.1.2,…排序。 3分析与总结（分析实验数据和现象，总结实验结果） 表1 中文表题居中（表随文出现） 换行时此处对齐 基本要求表中文字中文采用小5号宋体。
光学课程设计报告 姓名：罗风光 学号：U201013534 班级：光电1005
一、课程设计要求 (3) 二、设计步骤 (3) 1. 外形尺寸计算 (3) 2. 选型 (5) 3. 物镜设计 (5) （1）初始结构计算 (5) i. 求h、hz、J (5) ii. 平板的像差 (5) iii. 物镜像差要求 (6) ?求P、W (6) ?归一化处理 (6) ?选玻璃 (7) ?求Q (7) ?求归一化条件下透镜各面的曲率及曲率半径 (7) ?玻璃厚度 (8) （2）像差容限计算 (8) （3）像差校正 (9) （4）物镜像差曲线 (11) 4. 目镜设计 (12) （1）初始结构计算 (12) i. 确定接眼镜结构 (12) ii. 确定场镜结构 (14) （2）像差容限计算 (15) （3）像差校正 (16) 三、光瞳衔接 (19) 四、像差评价 (20) 五、总体评价 (20) 六、零件图、系统图 (20) 七、设计体会 (23) 八、参考资料 (24)
一、 课程设计要求 设计要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像。 1、望远镜的放大率Γ＝6倍； 2、物镜的相对孔径D/f ′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）； 3、望远镜的视场角2ω＝8°； 4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕； 5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。 6、l z ′>8～10mm 二、 设计步骤 1. 外形尺寸计算 物镜焦距' 14120f D mm =?= 出瞳直径' 5D D mm = =Γ 目镜焦距'' 12120206 f f mm ===Γ 分划板直径' 21216.7824D f tg mm =ω= 分划板半径2 8.39122 D = 由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利用分划板拦去透镜下部25%的光，利用平板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜中间的50%的光能通过望远系统。 7.51208.39127.5120 h a --= -
目录 应用物理学专业课程设计（论文)管理细则 (1) 课程设计报告模版 (5) 应用物理学专业课程设计报告撰写要求 (5) 应用物理学专业课程设计报告撰写格式 (7) 应用物理学专业课程设计（论文）成绩评定标准 (12)
应用物理学专业课程设计（论文) 管理细则 课程设计是重要的实践教学环节。它是根据教学计划的要求，在教师指导下对学生进行的阶段性基础或专业技能的训练，是对前期理论与实践教学效果的检验，是对学生综合分析能力与独立工作能力的培养过程。为做好课程设计教学工作，特制定本实施细则。 一、课程设计的目的意义 1、课程设计的目的是进一步巩固和加深学生所学的专 业理论知识，培养学生设计、计算、绘图、计算机应用、文献查阅、实验研究、报告撰写等基本技能。 2、培养学生独立分析和解决工程实际问题的能力。 3、培养学生的团队协作精神、创新意识、严肃认真的治学态度和严谨求实的工作作风。 二、组织管理及主要工作职责 课程设计由教研室负责具体实施。 1、教研室（专业负责人）工作职责 （1）根据本专业培养目标制定相应的课程设计大纲。 （2）负责审核课程设计题目、课程设计任务书等。 （3）负责落实课程设计任务，安排指导教师（包括选聘校内外指导教师）。 （4）负责对本教研室课程设计质量的监控。 （5）负责做好课程设计资料的归档工作。 3、课程设计任务书的编写要求 （1）．课程设计（论文）任务书及指导书由指导教师
编写，教研室主任（专业负责人）审定，课程设计（论文）的题目也可由学生自拟，但必须报教研室主任（专业负责人）审批，同意后方可在课程设计（论文）开始之前印发给学生。 （2）．课程设计任务书的格式应统一规范。任务书的内容要具体明确，主要包括设计（论文）题目、目的与要求、主要任务、参考资料。对相关资料的查阅及设计成果有明确要求。 四、选题原则 1、课程设计选题应满足该课程教学大纲的要求，题目尽量覆盖本课程教学的主要内容，以提高学生综合应用所学知识的能力。题目的深度、广度和难易程度要适当，使学生既能获得充分的实践锻炼，又能在规定的时间内经过努力完成任务 2、课程设计选题应尽可能有实用价值，对于多人一题的原则上应做到每个学生有部分设计参数不相同。 3、课程设计选题要紧密围绕课程体系和理论知识，设计内容要尽可能结合生产实际，并不断更新以适应学科发展的要求。 4、课程设计的题目一般由指导教师拟订，经教研室主任（专业负责人）审核后执行。设计课题要适时更新，同一课题原则上不超过20名学生。 六、学生课程设计要求 1、学生应当在指导教师指导下进行设计。 2、学生必须独立完成设计任务，严禁抄袭、剽窃他人成果或找人代做等行为，一经发现成绩以不及格记，并给予批评教育和严肃处理。 3、课程设计期间要严格遵守纪律，遵守作息时间，不得
光电系统课程设计 设计题目：光电烟雾报警器系统设计指导老师：XXX 班级：XXX 设计者姓名：XXX 设计者学号：XXX 同组者姓名：XXX 设计者联系电话：XXX
目录 一、摘要 二、技术指标 三、基本原理 四、方案论证 五、硬件电路设计 六、软件设计（含程序流程图） 七、测试报告 八、结论 九、心得体会 十、参考文献 十一、附录
一、摘要 现代社会随着各种电器的普遍使用，加之天气趋暖，火灾时有发生。光电式烟雾火灾报警器也运用在越来越多的场合中，作为在校学生，我们设计了一款基于单片机控制、通信的烟雾报警系统，它能在一定模拟条件下进行烟雾报警并显示温度、日期。本论文主要介绍了此系统的组成部分及其功能，并回顾实验过程，总结经验收获。 二、技术指标 显示屏方面：在单片机程序运行时要求能实时显示环境温度及时间，而且能通过按键来调整时间； 温度传感器方面：在环境温度高于50摄氏度并且持续至少5秒时，蜂鸣器响起报警；可测温度为-50℃~150℃； 烟雾传感器方面：在烟雾浓度达到一定值使红外发射管、接收管两端电压达到500MV（通常环境下为200MV）时，蜂鸣器响起报警。 三、基本原理 在相对封闭黑暗的环境下，红外发射管和接收管在电路中维持一定的电压差，这是由它们的发射接收特性所决定的。当有烟雾进入并且达到一定浓度时，红外发射管发出的红外光发生散射进入红外接收管，这使得它们的电压差增大。通过程序根据实际条件设置一定阈值，当电压差高于这一阈值时，电路触发蜂鸣器响起报警。 LM35的输出电压与环境的摄氏温度成线性光系，当环境温度达到一定值时，它的输出电压对应达到一定值。利用单片机程序设置的阈值在环境温度达到一定值时，电路触发蜂鸣器响起报警。 四、方案论证 连接好线路实验中发现，烟雾报警器线路部分的光电发射管和接收管的电压差与它们的距离以及所呈的角度有关。在设置好一定距离和角度后，我们通过吸入一定烟吐出制造“烟雾”，实验中发现它们的最大压差相比于正常情况只增加了大约200~300毫伏。为了让烟雾进入后产生的实验现象明显，我们决定调整两管的距离和角度使它们的压差在初始情况下的值较小，大概为100毫伏左右，这样在“烟雾”进入后增长才比较明显。经过多次实验发现此方案可行，对设置阈值有一个很好的参考。 对温度传感器电路部分，我们做实验时为了使周围环境温度升高，我们准备了一杯热开水，通过示波器记录温度传感器在常温及环境温度升高后的输出电压。实验发现环境温度升高后输出电压增大了一倍达到900毫伏左右，由此可见此温度传感器的设计方案可行。下面附上一些实验时拍摄的照片：
课程设计报告 姓名：黄梦学号：20113558 姓名：刘梦莹学号：20113559 姓名：闫美琪学号：20113599 专业与班级：11 级应用物理指导教师：孙大智 课程设计名称：光电技术课程设计
课程设计单位：电子信息工程学院 一、课程设计目的 1 、加强对555芯片的了解，巩固和加深课堂教学内容； 2 、提高动手能力和工作技能，培养科学工作作风； 3 、为学习后续课程和从事实践技术工作奠定坚实基础。 二、课程设计时间 本课程设计采用课下独立设计和课上集中实践相结合的方式，课上实践包括电 子元器件的识别和电路图的设计等，课下设计包括原理的分析和设计报告的整理等。三、课程设计内容 一、 555 芯片简介 555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有成本低、性能可靠、结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。555 定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、 家用电器以及通信产品等电子设备中。 555 定时器又称时基电路。 555 定时器按照内部元件分有双极型（又称 TTL 型）和单极型两种。双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管。 555芯片原理 原理图：
分压器为两个电压比较器 C1 、C2 提供参考电压。如 5 端悬空，则比较器 C1 的参考电压为 2／ 3Ucc ，加在同相端； C2 的参考电压为 3 ／ 1Ucc ，加在反相端。 RS 触发器 RS 触发器由两个与非门交叉耦合组成，R 和 S 是信号输出端， Q 为触发器的输出端。其真值表如下 输入输出说明 R S Q 1 1 NC 不翻转 0 1 1 置 1 1 0 1 置 0 0 0 1 非法 比较器 如图所示， C1 、C2 是两个电压比较器，如果用U+ 和 U- 表示相应输入端上所加 电压，则当 U+﹥ U- 时，其输出为高电平，当U+ ﹤U- 时，输出为低电平。两个输入 端基本不向外电路索取电流，即输入电阻趋近于无穷大。 分压器 三个阻值均为5K 欧姆的电阻串联起来构成分压器（555 芯片也因此得名），为比较器C1 、C2 提供参考电压。如图所示，C1 端“ U- ”=2/3*Vcc,C2 端“ U+ ”=1/3*Vcc 。电压控制端 5 脚处如果另加控制电压，可改变C1 、C2 的参考电压，工作中不使用