《海峡科技与产业》杂志论文发表
办刊宗旨:以介绍台湾科技、产业的发展，报道两岸科技、产业的合作交流。分析台湾各科技与产业领域的发展现状，介绍两岸科技与产业交流动态，及时报道台湾科技与产业最新成果；同时刊物着重面向产业企业和研究院所，介绍和沟通两岸科技项目与投资意向，为两岸科技单位与产业企业的合作牵线搭桥，提供咨询。
发文量：6817被引量：2057 H指数：10 影响因子：0.0599999986588955立即指数：0.0185被引半衰期：-1引用半衰期：-1期刊他引率：1平均引文率：0
主管单位：中华人民共和国科学技术部 主办单位：海峡两岸科学技术交流中心 国内刊号：11-3391/G3 国际刊号：1006-3013? 邮发代号：82-711 发行周期：月刊
数据库收录
国家哲学社会科学学术期刊数据库
人大复印报刊资料
目录
资讯
2019年海峡两岸生态农业及绿色食品技术与产业合作研讨会在哈尔滨成功举办 (1)许洪彬
蒙中医药产业技术发展座谈会在呼和浩特成功举办 (2)王涛
2019年澳门中药质量鉴定技术研修班工作研讨会在兰州召开 (3)王涛
专题综述
基于“互联网+”背景下计算机技术在通信行业的应用及发展初探 (4)龚箭
基于人工智能技术背景下计算机网络应用研究 (7)宋钰
大数据技术推动下的高校信息管理能力提升策略研究 (10)黄丽娟;周辰忱
学术论坛
重量法测定室内空气中PM10 的不确定度评定 (13)王永姣;束亮亮;姜耀鹏
促进区域经济协调发展的财政政策选择研究 (16)刘增妍;甄欢欢;董晖
基于工程教育认证的图书馆服务工作 (20)魏萍
关于建筑工程管理信息化的探讨 (23)王思蕲
刍议生态理念下室内设计与景观设计 (26)许玄音
大数据时代我国体育产业发展路径研究 (28)张钱伟
基于大数据时代计算机信息处理技术分析 (31)张国明
高职电子商务生产性实训基地运行研究 (34)侯新华;魏鼎;徐岩
加强高新技术企业专利知识产权会计核算的思考 (37)韩永梅
科技创新
实验级通用计数计时器的开发和使用 (40)李昂;杨文博;王天会
新能源汽车节能机制管窥 (43)陈天佑
政府采购招投标电子化的利弊与对策探讨 (46)王志
基于“工业4.0”的智能制造生产线实训产品设计 (49)汤文莉
浅谈企业工业化与信息化的高度融合发展
范文
实验级通用计数计时器的开发和使用
李 昂 杨文博 王天会
吉林大学珠海学院，广东 珠海 519041
摘要：大学物理实验中很多实验涉及计时器的使用，单片机可以很好地完成计时计数功能。选用光电传感器，信号传递给 51 单片机，通过设计程序完成计时计数，达到实验标准。此模式节约了实验时间，提高了测量精度，受到师生广泛认可和欢迎，已在大学物理实验课程中广泛使用。
关键词：物理实验；单片机；计时器
中图分类号：O4-33 文献标识码：A
大学物理实验中，众多实验均需要计时和计数，比较经典的实验如单摆测量重力加速度、三线摆测量刚体的转动惯量等测量周期时均需要计时计数。传统的计时计数方式是采用秒表计时 [1]，人工计数，不仅效率低，误差大，还容易出错，造成整个实验失败。
近年来，电子器件更新速度不断加快，为有效结合器件模块化的发展和应用，实验教师在实验教学中不断探索和开发，逐渐摒弃了人工手动计时计数，同时对早期的计数计时器进行创新型改革，使其实现实验级（用）通用性，达到多功能应用水平 [2-4]。
1? 开发
找到合适的传感器如磁电、光电、声波等实现功能，并选择合适的单片机进行程序设计，完成开发需求。对成品进行校验，并对计时计数器的精度进行测量。如果发现问题，则返回对电路进行优化，直至达到设计要求。
1.1? 传感器选择
通过分析需求，并对比了表 1 中所列的光电传感器的参数 [5]，我们试验了 T C R T5000L 光耦和 O E -10 型光电传感器，并最终确定了 O E -10 型光电传感器为较好的选择，如图 1 所示。
图1? OE-10 光电传感器
表1? 传感器模块参数与使用条件
编号 特性 参数 输出 备注
OE-05 红外光耦、 槽宽 5?mm 开关量 供电 DC5V
对射 （高电平有效）
OE-10 红外光耦、 槽宽 10?mm 开关量 供电 DC5V
对射 （低电平有效）
OE-18 红外、 有效距离 开关量 供电 DC5V 反
漫反射 3 ～ 80?cm （低电平有效） 射物宽 <1?mm
ME-1 霍尔传感器 有效距离 开关量 供电 DC5V 配
模块 3 ～ 8?mm （低电平有效） 磁粒厚 3?mm
TCRT5000L 红外、漫反射 有效距离 开关量 供电 DC5V（受
光耦 光耦 + 调理电路 10 ～ 15?mm （低电平有效） 外界干扰大）
基金项目：广东省本科高校教学质量与教学改革工程——实验示范中心建设项目（2017002）；
吉林大学珠海学院高等教育教学改革项目（ZLGC20170705）。
作者简介：李昂（1980- ），男，满族，硕士，副教授，研究方向：基础物理与实验教学和研究。
2019 年第 10 期
科技创新 041
TECHN ICAL INNOVATION
1.2? 单片机选择
S T C89C52 是市面上常见的一种 51 内核单片机， 51 单片机开发板集成了流水灯、数码管、矩阵键盘、EEPROM、时钟、蜂鸣器，以及继电器、温度传感器等外设、传感器，便于携带，易于学习和上手，价格低廉，深受单片机爱好者喜爱 [6]，如图 2 所示。它具有以下标准功能：8K 字节 F l a s h，512 字节 R A M，4 组共 32 个 I/O 口，内置 4KB EEP ROM，全双工串行口等。
图 2? 51 单片机开发板
1.3? 电路设计
光电传感器和单片机转接电路设计，如图 3 所示。
1.4? 程序设计
通过开发，试验用计时计数器研制成功，并投入实验中使用。
2? 实验测试
在单摆测量重力加速度实验中使用开发的单片机进行测量，数据见表 2。
表 2? 单摆测量重力加速度数据
摆线长
76.80
l（cm）
摆球直径
2.20
d（cm） 30 周期时间
53.29 53.26 53.29 53.28 53.27 53.28 53.28 53.27
t30（s）
从实际测量结果看，30 个周期长度 8 次测量数据结果的单次标准偏差仅为 0.011 s，若将此标准偏差分解到 30 次中，每个周期测量结果的标准偏差则更小。可见，开发程序在测量重复性上远远好于人工测量。
摆长 L = ，周期 T= ，根据蛋白周期计算公式
g= 容易计算出加速度为 975.1 cm/s2。当地重力加速度理论值为 978.7 c m / s2，可知本次实验测量的相对
误差为 0.37%，满足实验要求。可见，51 单片机开发的计时计数器满足了实验需求。
3? 结语
传感技术的特点是科学的边缘性、内容的多样性和离散性，特别重视新材料、新效应的开发和研制。因此，传感技术也是集各项科学技术的综合技术。随着传感技术的迅速发展，越来越多的大学物理实验开始使用各种传感器进行测量。如利用温度、位移、压力等传感器改进传统实验装置，促进大学物理实验与高新技术的融合 [7]。
在大学物理实验中引进“传感技术 + 单片机技术”，改进传统物理实验，使仪器结构更为紧凑，测控更加简便，从而提高了测量数据的准确度，有效地降低了实验
图 3? 转接电路 误差。同时既增加了实验的新颖性、直观性，又简化了实验操作步骤、提高了实验精度，促进了传统物理实验教学转向现代化实验教学和创新实验教学，加强