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物体的热胀冷缩是极为普遍而又非常重要的物理现象,特别是对于金属的热胀冷缩规律的研究,在机械制造、精密仪器的设计以及工程建筑等各个领域都十分重要。因此金属线膨胀系数的测量对于工科大学生来说是非常重要的基础物理实验。
本论文介绍数字化线膨胀系数物理实验平台的开发研制全过程。本实验平台采用CYGNAL公司的一款完全集成的混合信号系统级芯片C8051F320作为主控芯片,同时采用AT89C51单片机作为可控硅触发板的控制芯片。系统由小信号放大模块、室温采集模块、液晶显示模块、主控板按键扫描模块、外部存储器模块、可控硅触发控制模块、微型打印机模块等组成。论文详细介绍了各个模块的设计、制作和调试过程,包括硬件电路设计和软件编程。
本系统的主要特点为:具有功能完善的液晶操作界面,能够独立完成线膨胀系数测试的全过程,同时配有微型打印机,物理实验的中间数据和实验结果可以如实打印输出。因此,该实验平台能够真实、客观地反映学生物理实验工作的完成情况。是培养学生独立实验能力,发挥学生主观积极性的重要手段,也是物理实验向数字化、系统化发展的重要设备。
另外,本平台还留有RS-232接口和通用串口总线控制器接口,可以连接PC机,在PC机上,完成物理实验的全过程。