基于单片机的光照度传感器设计-毕业设计
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摘要BH1750是一款新型的测光芯片,本设计系统就是基于BH1750设计的测光系统,它可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。
人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态,做合理的光照调节。
该设计可分为三部分:即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
对于光照检测部分是利用BH1750作为检测元件及信号处理元件,其内部集成了AD转换芯片。
它可以完成从光强到电信号的转换并将信号处理进行处理。
对输入信号处理后,就可以用来显示了。
对于显示部分可利用LCD1602来显示,不同的光强对应于不同的数值,就能简单的显示出不同的光强了。
本设计就是由单片机STC89C52RC芯片,BH1750模块和1602液晶为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机光照强度检测系统。
该光照强度检测系统可以通过检测光照强度,使得光照在低于或高于一定强度的时候发出警示,是一种常用的测试仪器。
关键词:51单片机,LM7805,BH1750,1602液晶目录0 引言 (1)1设计内容与要求 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案总体设计 (1)2.1 光照强度采集方案设计 (2)2.2 控制芯片及实现方案 (3)2.3 数据显示方案 (3)2.4 系统总体框图 (4)3 硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.2 BH1750采集模块 (6)3.3 液晶显示模块 (6)3.4 系统电源 (7)3.5 整体电路和PCB图 (8)4 软件设计 (9)4.1 keil软件介绍 (9)4.2 程序流程图 (10)4.3 各模块程序 (10)5 仿真与实现 (15)5.1 Proteus软件介绍 (15)5.2 仿真过程 (16)5.3 实物制作与调试 (17)6 总结 (18)7 参考文献 (19)0 引言随着改革开放的不断深化和城镇化的不断发展,越来越多的人移居到城市生活,而这需要足够的食物作为支撑。
基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展,基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业,微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心,代替了传统的控制系统的常规电子线路。
楼宇智能化的发展与成熟,也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理,提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术,利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础,实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。
使用光电子镇流器,使光源具备自动调节功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程,包括:光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。
对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
关键词:智能控制,主控制器,分控制器,单片机,定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。
本科学生毕业设计基于单片机的数字式光照强度检测系统的设计系部名称:机电工程学院专业班级:机械设计制造及其自动化08-3班学生姓名:指导教师:职称:教授二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's Degree目录摘要 (Ⅰ)A B S T R A C T (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题的意义、目的和要求 (1)1.1.1 课题的意义 (1)1.1.2 课题的目的 (1)1.1.3 课题的要求 (2)1.2 数字式光照强度检测仪的发展前景及趋势 (3)1.3 本课题主要研究的内容 (4)1.3.1单片机 (4)1.3.2 单片机发展历史及应用 (6)第2章系统概述 (9)2.1 系统方案的选择与论证 (9)2.2 光敏电阻简介 (10)2.3 本章小结 (13)第3章系统的硬件部分 (14)3.1单片机最小系统和通信模块的设计 (14)3.1.1单片机最小系统的设计 (14)3.1.2下载通信模块的设计 (16)3.2光敏电阻网络的设计 (17)3.3输出选择电路的设计 (18)3.4 A/D模数转换电路的设计 (20)3.5数码管显示电路的设计 (20)3.6 本章小结 (22)第4章系统软件部分 (23)4.1 软件流程图 (24)4.2Keil软件简介 (26)4.3 程序清单 (26)4.4 PROTUES软件绘图及仿真 (28)4.5 软件的调适与仿真 (29)4.5.1系统软件调试 (29)4.5.2 仿真结果 (30)4.6本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录 (35)致谢 (37)摘要该数字式光照强度检测仪以单片机和模数转换为技术核心,具体由单片机最小系统、下载通信模块、A/D模数转换模块、光照方向检测模块、输出选择模块和数码管显示模块组成。
在本系统的设计中,利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测光强,采用单片机控制输出选择模块和数模转换芯片依次测量不同方向的光照强度,并通过编程处理数据进行光强的比较,最后通过数码管显示检测结果。
文章编号:1005-5630(2021)01-0056-07DOI : 10.3969/j.issn.1005-5630.2021.01.009基于单片机的模拟光照度计设计刘建钊1,2,王 宁1,2(1.上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093;2.上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093)摘要:为了能使照度计显示照度的同时,将照度值所对应的感应电压值也显示出来,方便对光电探测器的工作状态进行实时监测,设计了基于单片机的模拟光照度计。
对该光照度计的光电转换电路、放大滤波电路、A/D 转换电路、显示电路以及报警电路进行了设计,搭建了硬件电路系统,做出了光照度计的实物,并完成了对实物的调试工作。
实验证明,所设计的光照度计可有效显示感应电压值。
关键词:感应电压;照度测量;单片机;实物调试中图分类号:TK 01+9 文献标志码:ADesign of analog illuminometer based onsingle chip microcomputerLIU Jianzhao 1,2,WANG Ning1,2(1. Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China;2. School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China )Abstract: In order to display the luxmeter of illumination and the induced voltage of illuminance,we design illuminometer based on a single chip microcomputer simulation, and the photoelectric conversion circuit, amplifier filtering circuit, A/D conversion circuit, display circuit and alarm circuit. The hardware circuit system is built. The debugging is completed. Experiments show that the system of illuminometer can display the induced voltage effectively.Keywords: induced voltage ;illumination measurement ;single chip microcomputer ;physical debugging收稿日期 :2020-11-05基金项目 :国家自然科学基金(61804096);国家重点研发计划(2017YFB0503102、2018YFC1313803、2018YFA0701800)作者简介 :刘建钊(1997—),男,硕士研究生,研究方向为光电检测。
课程设计报告课程名称:智能仪器课程设计题目:基于51单片机的光照强度摘要光敏电阻测光强度系统,该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。
人们可以通过看此装置的显示了解现在的光照状态,做合理的光照调节。
该设计可分为三部分:即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
还可加上照明部分。
对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件,它可以完成从光强到电阻值的信号转换,再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。
对输入信号处理后,就可以用来显示了。
对于显示部分可利用数码管来显示,不同的光强对应于不同的数值,就能简单的显示出不同的光强了。
本设计就是由单片机STC89C52RC芯片,AD采集模块,运算放大,和1602液晶为核心,辅以必要的电路,构成了一个单片机光照强度检测系统。
该光照强度检测系统可以通过检测光照强度,使得光照在低于一定强度的时候让照明灯亮,是一种常用的测试仪器,它可以用在需要照明的各个地方,根据灯光的强弱,自动控制照明灯的开关,有力地节约了电力资源。
关键词:51单片机,,LM358,ADC0809,1602液晶,光敏电阻目录一、设计任务、要求 (3)1.1 设计任务: (3)1.2 设计要求: (3)二、方案总体设计 (4)2.1 方案一: (4)2.2 方案二: (4)2.3系统采用方案 (4)三、硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.2 液晶显示模块 (6)3.3 系统电源 (7)3.4 整体电路 (8)四、软件设计 (10)4.1 keil软件介绍 (10)4.2程序流程图 (10)五、仿真与实现 (12)5.1 proteus软件介绍 (12)5.2 仿真过程 (12)5.3 实物制作与调试 (14)5.4 使用说明 (16)六、总结 (17)6.1设计总结: (17)6.2经验总结: (18)七、参考文献 (19)一、设计任务、要求1.1 设计任务:1).对更多小器件的了解2).巩固51单片机和C语言的知识,熟悉单片机和C语言的实际操作运用3).掌握仿真软件的运用和原理图的绘制4).掌握小信号的放大,滤波与采集5).熟悉调试方法和技巧,提高解决实际问题的能力6).熟悉设计报告的编写过程1.2 设计要求:1).三个按键控制照明灯的控制2).对小信号进行放大,滤波和采集3).1602液晶显示所测光照强度二、方案总体设计设计一个基于51单片机的光照强度检测系统。
新型传感器课程设计论文研究课题传感器原理及应用论文题目光敏传感器测量光强度学部机电与信息工程学部专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师2015年 5 月20 日光敏传感器测量光照强度设计摘要;本设计题目是光敏电阻测量光照强度,用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小,从而使输出电压值改变,通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。
本设计有光照强度报警控制系统和光照强度等级显示电路以及光照亮度的显示。
本设计采用了STC单片机为主控制电路,用数码管显示光照强度值,用绿、黄、红LED来显示光照亮度等级,用蜂鸣器来做报警电路。
本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现,要求对各种基本的电子元器件,电阻、电容、二极管、三极管等熟悉,掌握Proteus 仿真软件的运用、Protel 99 SE工具软件等绘图软件,并加以运用。
用单片机内部的AD转换实现模拟转化为数字量,通过编程控制各个外围电路并实现其功能。
本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。
关键词:光照强度;光敏电阻;单片机Design of illumination intensity forphotosensitive sensorAbstracts:This design is entitled to the photoresistor to measure light intensity, the strength of the light to change the photosensitive resistor size, so that the output voltage changes, by measuring the size of the output voltage value can be indirectly measuring the light intensity. The design of the light intensity alarm control system and the light intensity level display circuit and illumination brightness of the display. This design uses the STC microcontroller-based control circuit, digital display light intensity, light green, yellow, red LED display brightness levels, to do with buzzer alarm circuit. The design of the circuit design principles and functions of various parts of the circuit can achieve, requiring a variety of basic electronic components, resistors, capacitors, diodes, transistors and other familiar and master the use of Proteus simulation software Protel 99 SE software tools such as mapping software and use of them. AD of the internal microcontroller to convert analog into digital, programmed to control the various peripheral circuits and to achieve its function. The design of the circuit is simple, compact, low cost, superior performance characteristics.Key words:Light intensity; photosensitive resistance; MCU引言光照强度自动检测显示系统,该系统可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。
基于单片机的光照强度测量系统设计与研发作者:肖朋刘旭东赵俊杰来源:《机电信息》2021年第22期摘要:为了更加科学地保护青少年学生的视力健康,实现灯光明暗程度的科学测量,避免靠肉眼来粗略估量,光照强度测量系统应运而生。
基于单片机的光照强度测量系统由STC89C52单片机、光强度传感器BH1750FVI、液晶显示器LCD1602等器件组成。
首先光强度传感器采集光照信息,进而将光照信息传输给STC89C52单片机,经过处理后,液晶显示器显示出当前光照强度值,与设定好的光照强度范围比较,进而实现声光报警,便于使用人员进行灯光调节。
该系统电路采用Altium Designer软件设计,程序设计采用KEIL软件完成,系统完全可以满足家居与办公场所灯光照度测量的需求。
关键词:单片机;光照强度;测量;电路0 引言当前教育越来越受到人们的重视,青少年学生大多在晚间仍需要进行学习和完成课后作业,因此晚间灯光的明暗程度对青少年学生的视力健康至关重要,也影响着青少年学生的身心健康发展。
以往对于灯光强弱的衡量只是靠肉眼来感觉,缺少科学的依据或者精确的测量,有时会出现光照较强或者光照较弱的情况,而光照强度测量系统可以帮助人们解决这个棘手的问题。
利用数字光强度传感器实时进行光照强度测量与显示,可以及时地掌控灯光的照度情况并且科学地对灯光明暗程度进行调节,以便更好地保护青少年学生的视力健康,提高学习效率。
1 光照强度测量系统组成本系统包括单片机主控电路、LCD液晶电路、光照检测电路、声音报警电路、灯光报警电路、按键电路、电源电路和程序接口电路。
其工作过程首先是将光照强度测量系统放置到书本位置,开启电源,使灯光直接照射到数字光强度传感器,光照信息被传感器采集到,传感器将信号传输给单片机,经过单片机处理后将信息送到LCD液晶电路,LCD液晶电路可显示出当前光照强度,先前已设定好光照范围,此时的光照强度与设定值比较,如果光强值大于范围的上限值或者小于范围的下限值,那么单片机将同时启动灯光报警电路和声音报警电路实现报警,发出提示音和灯光提醒使用人员此时光照不符合要求,使用人员可调节灯光的明暗程度使其达到正常照度。
摘要本课题的研究目的是为人们提供一种能够实时了解所处环境质量信息的仪器,包括温度、湿度、光照度,使人们能够及时获知信息并做出相应的调整。
本文采用STC89C52单片机来作为控制核心,实现了对温、湿度的检测、光照度检测和LCD实时显示电路等硬件电路的设计,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,这就降低了硬件电路的复杂性,其成本也有所降低,而且还能够完成复杂硬件电路难以实现的任务。
配置新式的微型低功耗传感器,温度传感器为18B20,湿度传感器为DHT11,光照度传感器为TSL2561,实现了环境温度,湿度,光照强度三个参数的采集,存储,显示等功能,另外,本系统还具有报警功能,当传感器所采集的数据不在使用者所设定的范围内,蜂鸣器就会报警以提醒使用者,系统运行可靠,结构简单,性价比高。
关键字:STC89C52单片机、温湿度、光照度、液晶显示、报警AbstractThe research projects is to provide people an instruments with a real-time information about the quality of the environment , including temperature, humidity, light intensity, so that people can be informed in a timely manner and make appropriate adjustments.In this paper, as a control STC89C52 microcontroller core to achieve the design of the right temperature and humidity testing, light intensity detection circuit and LCD display real-time hardware and so on. The realization of its functions mainly through software programming to complete, which not only reduces the hardware circuit complexity and its cost, but also to complex hardware circuits difficult to achieve the ing of new low-power micro-sensors, temperature sensors 18B20, humidity sensors DHT11, illumination sensor TSL2561, to achieve the environmental temperature, humidity and light intensity three parameters of the acquisition, storage, display and other functions. in addition, the system also has alarm functions, when data collected of the sensor is not within the scope setted by the user, the buzzer will alarm to alert the user.The system is reliable, simple and cost-effective.Keywords: STC89C52 microcontroller, temperature, humidity, light, the liquid crystal display, alarm function目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 传感器介绍 (2)1.2.1 温度传感器 (2)1.2.2 湿度传感器 (4)1.2.3 光照度传感器 (7)1.3 课题主要内容及结构安排 (10)第二章方案比较和选择 (11)2.1 温度传感器的选择 (11)2.2 湿度传感器的选择 (12)2.3光照度传感器的选择 (14)2.4 单片机的选择 (15)2.5 本章小结 (16)第三章系统整体设计 (16)3.1 信号采集 (17)3.1.1 光照度传感器 (17)3.1.2 温度传感器 (22)3.1.3 湿度传感器 (27)3.2 信号分析与处理 (30)3.2.1 单片机最小系统 (31)3.2.2 STC89C52引脚介绍及管脚说明 (34)3.3 人机交互 (36)3.3.1 显示模块 (36)3.3.2 报警电路 (37)3.4 本章小结 (38)第四章软件设计 (39)4.1 主程序流程图 (39)4.2 DS18B20测温流程图 (40)4.3 DHT11流程图 (41)4.4 键盘扫描程序流程图 (42)4.5 TSL2561流程图 (42)4.6 本章小结 (42)总结 (44)致谢 (45)参考文献 (47)附录一 (49)附录二 (50)第一章绪论1.1 选题背景及意义温度、湿度、光照度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是工农业生产中最常见最基本的工艺参数,例如农业上农作物的生长离不开对温度、湿度,特别是光照度的检测与控制,机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制,并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,而空气中温湿度、光照强度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响,所以对温度、湿度及光照度的检测及控制就非常有必要了。
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高,照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。
现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。
这几种开关各有自己的弊端,如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。
本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。
单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测,如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号,根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。
关键词:单片机;传感器;BIS0001;照明控制;节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by A T89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境,提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结......................................... 错误!未定义书签。
摘要本课题的研究目的是为人们提供一种能够实时了解所处环境质量信息的仪器,包括温度、湿度、光照度,使人们能够及时获知信息并做出相应的调整。
本文采用STC89C52单片机来作为控制核心,实现了对温、湿度的检测、光照度检测和LCD实时显示电路等硬件电路的设计,由于其功能的实现主要通过软件编程来完成,这就降低了硬件电路的复杂性,其成本也有所降低,而且还能够完成复杂硬件电路难以实现的任务。
配置新式的微型低功耗传感器,温度传感器为18B20,湿度传感器为DHT11,光照度传感器为TSL2561,实现了环境温度,湿度,光照强度三个参数的采集,存储,显示等功能,另外,本系统还具有报警功能,当传感器所采集的数据不在使用者所设定的范围内,蜂鸣器就会报警以提醒使用者,系统运行可靠,结构简单,性价比高。
关键字:STC89C52单片机、温湿度、光照度、液晶显示、报警AbstractThe research projects is to provide people an instruments with a real-time information about the quality of the environment , including temperature, humidity, light intensity, so that people can be informed in a timely manner and make appropriate adjustments.In this paper, as a control STC89C52 microcontroller core to achieve the design of the right temperature and humidity testing, light intensity detection circuit and LCD display real-time hardware and so on. The realization of its functions mainly through software programming to complete, which not only reduces the hardware circuit complexity and its cost, but also to complex hardware circuits difficult to achieve the ing of new low-power micro-sensors, temperature sensors 18B20, humidity sensors DHT11, illumination sensor TSL2561, to achieve the environmental temperature, humidity and light intensity three parameters of the acquisition, storage, display and other functions. in addition, the system also has alarm functions, when data collected of the sensor is not within the scope setted by the user, the buzzer will alarm to alert the user.The system is reliable, simple and cost-effective.Keywords: STC89C52 microcontroller, temperature, humidity, light, the liquid crystal display, alarm function目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 传感器介绍 (2)1.2.1 温度传感器 (2)1.2.2 湿度传感器 (4)1.2.3 光照度传感器 (7)1.3 课题主要内容及结构安排 (10)第二章方案比较和选择 (11)2.1 温度传感器的选择 (11)2.2 湿度传感器的选择 (12)2.3光照度传感器的选择 (14)2.4 单片机的选择 (15)2.5 本章小结 (16)第三章系统整体设计 (16)3.1 信号采集 (17)3.1.1 光照度传感器 (17)3.1.2 温度传感器 (22)3.1.3 湿度传感器 (27)3.2 信号分析与处理 (30)3.2.1 单片机最小系统 (31)3.2.2 STC89C52引脚介绍及管脚说明 (34)3.3 人机交互 (36)3.3.1 显示模块 (36)3.3.2 报警电路 (37)3.4 本章小结 (38)第四章软件设计 (39)4.1 主程序流程图 (39)4.2 DS18B20测温流程图 (40)4.3 DHT11流程图 (41)4.4 键盘扫描程序流程图 (42)4.5 TSL2561流程图 (42)4.6 本章小结 (42)总结 (44)致谢 (45)参考文献 (47)附录一 (49)附录二 (50)第一章绪论1.1 选题背景及意义温度、湿度、光照度和人类的生产、生活有着密切的关系,同时也是工农业生产中最常见最基本的工艺参数,例如农业上农作物的生长离不开对温度、湿度,特别是光照度的检测与控制,机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制,并且随着人们生活水平的提高,人们对自己的生存环境越来越关注,而空气中温湿度、光照强度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响,所以对温度、湿度及光照度的检测及控制就非常有必要了。
提供完整版的毕业设计编号:审定成绩:重庆邮电大学毕业设计(论文)设计(论文)题目:基于单片机的光照度传感器设计学院名称:通信与信息工程学院学生姓名:***专业:通信工程班级:学号:指导教师:***答辩组负责人:填表时间:年月重庆邮电大学教务处制摘要在科学技术迅猛发展的现代,作为信息获得的一种重要途径——传感器技术得到广泛的应用,其在各个行业中发挥着不可替代的作用,同时对传感器的要求与要求显著提高。
传感器技术对于一个国家的科学发展水平有着重大的决定性作用。
因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
传感器可以方便的将检测到的模拟信号转化为便于运算处理的数字信号,在现在社会中得到了广泛的运用。
本设计采用光敏电阻为光传感器,光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化(入射光强,电阻减小;入射光弱,电阻增大),利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
该设计可分为三部分:即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
具体方法是将光敏电阻与一定值电阻串联接入电路,光照强度的变化会引起光敏电阻阻值的变化,从而影响电路电流及电压值的分布,将模拟电压通过ADC0804模数转换器转换为数字电压,通过VC语言编程,将其集于单片机AT89C51中进行处理,并将其通过液晶屏显示出来。
本设计电路结构简单,成本相对较低,通过对光敏电阻阻值的变化的运算处理,从而检测不同的光照强度,实用性较强。
【关键词】光照强度传感器A/D转换单片机ABSTRACTWith the science and technology developing rapidly today, as a means of obtaining information——the sensor technology got the remarkable progress, its field application is getting more and more wide. Also, its standard has being higher and higher and its demand has being more and more urgent. The sensor technology has become one of the important marks of the national science and technology development level. Therefore, it is very important to understand and grasp the basic structure of all kinds of sensors. Sensors can easily transform the analog signals to digital signals which is facilitate computing and its has a wide range of application in society.The project use photoconductive resistance as a sensor of light intensity, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes(the incident light strong, resistance decreased; the incident light weak, resistance increased). The project can be divided into three parts: testing part, processing part and displaying part. The concrete methods is taking a photoconductive resistance and a certain value resistor in a series access circuit, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes then the voltage changes. We use the ADC0832 to transform the analog signals to digital signals and using AT89C51 to processing the data through programming with Visual C, then display the result through LCD screen. The design has a simple circuit structure, relatively low cost and we can easily know the change of th light intensity through the change of the tolerance of the photoconductive resistance.【Key words】Light intensity Sensor A/D conversion Microcontroller目录前言 (1)第一章传感器相关知识介绍 (2)第一节传感器概述 (2)第二节光敏传感器 (3)第三节传感器的发展 (6)第二章整体框架设计 (7)第一节硬件框架设计 (7)第二节芯片型号选择 (8)第三章A/D转换原理与实现 (11)第一节A/D转换工作原理 (14)第二节ADC0832芯片简介 (17)第四章硬件电路与程序设计 (21)第一节复位电路模块设计 (21)第二节时钟电路模块设计 (22)第三节A/D转换模块设计 (25)第四节LCD显示模块设计 (27)第五章硬件仿真实验 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)一、英文原文 (34)二、英文翻译 (39)三、硬件电路图 (43)四、源程序 (44)前言人们通过感觉器获官得各种信息,然而对于自然规律和各种学科产业的研究开发,人们自身的器就力不能及了,因此传感器应运而生,主要就是为了解决这些人们自身器官所解决不了的问题的。
首先要准确可靠的获取信息才能对其进行运算处理,传感器就可以方便的解决这一问题。
现代化生产在一定程度上来说是建立在传感器的基础上的,没有传感器便不能及时监控工作生产中的各项参数,于是便不能及时了解各个生产线的工作状态,更不能及时处理相关的应急情况,因此传感器在现在社会生活中扮演着不可或缺的重要角色。
传感器的重要作用不仅表现在生产生活方面,在各个基础学科的研究方面,也起着重要的作用。
对于许多新兴的领域的学科研究:比如在对上远距离宏观宇宙的观察,微观上对粒子世界的研究;对于千万年前天体运行演化的研究,以及对及时事件的瞬间反应。
除此之外,传感器技术对于物质认识的深化,能源开拓等新技术有着重要的引导作用,为这类产业的发展提供了技术上的可能性。
人类的直接感观是没有办法取得这类信息的,如果没有相应的传感器技术,那么对于此领域的研究将不再可能。
许多学科研究的困难之处就在于难于有效的获取相应的信息,传感器的出现便解决了这和问题,打开了许多基础学科研究的大门。
因此,传感器技术的不断创新会为一些其他领域的发展打开一记扇新的大门。
由此不难发现,传感器技术的发展对于经济社会,基础学科的发展有着很大的推动作用,是各行业不可缺少的最基本部分。
由此可见,传感器技术对于当今科技飞速发展而言,具有着不可替代的作用。
第一章传感器相关介绍第一节传感器概述一、传感器的定义传感器是现实生活中的力、光、电、声音、温度等模拟量转换为数字量的一种媒介;也可以理解为传感器是接收日常生活中的力、光、电、声音、温度等模拟量,经过相应的运算处理,按照一定的规律,将其转换为可参处理运算等要求数字信号的一种器件。
它是自动检测与控制中的核心部分,其功能不可替代。
二、传感器的特性传感器的输入与输出的关系,称为传感器的特性,一般情况下包括静态与动态两种。
顾名思义,静态特性是指传感器的输入与时间无关,即指传感器的输入输出量是在被测量量处于稳定状态下进行的。
与之相反,输入随着时间不断变化的特性称之为动态特性,它可以拟就传感器的输入与输出的实时变化关系。
一般来说,可以用微分方程式来描述这种关系,当微分方程中只有零阶方程不为零时,便可得到其静态特性,因此传感器的静特性是其动特性的一个特例。
除此之外,使用条件、使用环境、使用要求等也可作为传感器的特性描述。
三、传感器的组成一般来说,传感器主要由敏感元件,传感元件和其他辅助元件构成。
组成一个完整的传感器系统还包括信号调节与转换电路、辅助电源等部分,如图1.1所示图1.1 传感器的组成敏感元件:直接接触被测量量的器件,并可以将外界的模拟量按照一定规律进行转换。
转换元件:负责接收敏感元件的输出,并将其转换成相应的电路参数。
转换电路:将转换元件输出的电路参数进行运算处理,转换成数字量输出。
第二节光敏传感器一、光照强度相关知识光照强度:是指光照的强弱,它以单位面积上所能接受可见光的能量来量度。
简称为照度,单位为勒克斯(Lux或Lx)。
被光线均匀照射的物体,在1平方米上得到的光通量是1流明时,此时的照度是1勒克斯。
流明为光通量的单位。
二、光敏传感器的定义光敏传感器是指可将光信号转换为电信号的一类元件的总称,其第三波长在可见光波长区间内,包括红外线波长和紫外线波长,通过检测光照强度的不同从而输出不同的电信号,从而达到光信号与电信号之间的转化。
光敏传感器种类繁多,目前应该比较广泛的包括:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管等。
三、光敏电阻的结构与原理光敏电阻器的工作原理是内光电效应,它是利用光电效应制作而成的一类特殊电阻,其阻值随入射光的强度变化而变化:入射光强,电阻减小,入射光弱,电阻增大。
光敏电阻的符号如图1.2所示。
图1.2 光敏电阻符号在无光的情况下,光敏电阻的阻值很高一般在1 MΩ以上;有光线射入时,当光子能量大于其半导体材料的导通能量,则半导体材料中的电子吸收一个光子的能量便成为导体,光照强度越大,则进入的光子的数量越多,于是半导体中的电子变为可导体的数量就越多,导电能力就越好,即光敏电阻的阻值就越小。
光照消失后,由光子激发的空穴对逐渐复合,光敏电阻便恢复其不可导的状态,阻值急剧增大。