滕德虎

（安徽省芜湖机械工程学校 安徽省芜湖市 241200）

自由落体重力加速度测量是中学物理教学中的一个重要实验，也是大学普通物理实验课程中最基本的验证性实验之一，在物理学中占有重要地位。目前，该实验原理是让小球自由下落，通过测量小球下落过程中的上端距离h1、全程距离h2和上端时间t1、全程时间t2，根据导出式g=2(h2/t2-h1/t1)/(t2-t1)计算重力加速度大小。其测量装置主要有支架、电磁铁、三个光电门、小球、接球盒、铅垂线和电子计时器组成。

这种测量方式需要手工记录测量数据并进行复杂计算，数据管理手段简陋、效率低下。

为了避免以上缺点，可将单片机测量的时间发送到计算机专用软件，自动计算、显示和存储测量结果及相关数据。其数据处理流程如图1所示。

图1：数据处理方框图

1 计时器改装

计时器由光电门数据输入接口电路、单片机数据处理电路、数据输出电路电路构成，用于测量数据的采样、处理与发送。

三个光电门与对应的三路两级开关电路连接，构成数据输入电路。图2 为上端光电门及相应的输入接口电原理图。

图2：上端光电门输入接口电原理图

光路连通时，光电接收管电阻很小，光电门输出高电平，Q11导通、Q12 截止，光路指示灯DS1 熄灭，电路输出高电平。光路切断时，光电接收管电阻很大，光电门输出低电平，Q11 截止、Q12导通，光路指示灯DS1 点亮，电路输出低电平。中间光电门和下端光电门及其接口电路与之相仿。

单片机采用STC89C52 芯片，以厂家数据手册推荐的典型电路构建最小系统。……