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光照强度测试电路设计报告学院：物理与信息技术学院班级：2011级电子科学与技术班成员：杨万宗光照强度测试电路设计报告引言随着时代的进步和发展，传感器技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。
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。
光照强度自动检测电路可以自动检测光照强度的强弱并显示给人们知道此时光照强度的强弱。
该电路还可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该电路系统可以发出警报通知（红灯亮）或直接采取措施使光照强度限定在此范围内。
人们可以通过看此电路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：即光照采集检测部分、光照强度信号处理部分、光照强度显示部分。
还可加上报警部分（蜂蜜器）。
对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光的强弱到电阻值变化的信号转换，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，光敏电阻、电阻、二极管、电压比较器等熟悉，掌握Proteus 仿真软件，本设计具有有线路简单、结构紧凑、成本低等特点。
一、设计的基本思路和系统特点光敏电阻的阻值随光照强度的不同而改变，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，光敏电阻所在支路的电流减小；反之，当光照强度减弱时，光敏电阻额阻值增大，所在支路的电流增大。
电压比较器一般有两个输入端，一个输出端，通过对输入端的两个电压进行比较，根据两个输入电压的大小关系经电压比较器运行后输出相对应的电压值。
发光二极管是能将电信号转化为光信号的电路元件，当二极管正接时，二极管会发光；若二极管反接，则不会发光。
在电压比较器的输入端利用光敏电阻调节输入电压的大小（不同光照强度时得到的输入电压会不同），与参考电压比较，通过电压比较器时在输出端就会得到不同的电压，而后用发光二极管进行测试，根据发光二极管是否发光判断光照强度的强弱。
光照强度检测系统及方法一、引言光照强度是指其中一给定区域内光线的强弱程度，对于室内照明、光伏发电等领域来说是十分重要的参数。
为了方便实时监控和调节光照强度，本文提出了一种光照强度检测系统及方法。
二、系统概述该系统由光照传感器、数据采集模块、信号处理模块和显示模块组成。
光照传感器负责实时采集光照强度数据，数据采集模块进行数据采集和传输，信号处理模块对采集到的数据进行处理和分析，最后通过显示模块将结果展示给用户。
三、系统设计1.光照传感器选择光照传感器是上述系统的核心部件，可以选择光敏电阻、光电二极管、光敏三极管或光电效应传感器等。
其中光敏电阻是较为常见和简单的光照传感器。
2.传感器接口电路设计为了保证光照传感器工作的稳定性和准确性，需要设计相应的传感器接口电路。
常见的设计包括低通滤波器和放大器电路。
低通滤波器用于滤除高频噪声，放大器用于放大传感器输出的微小电压信号。
3.数据采集与传输数据采集模块接收光照传感器输出的模拟电压信号，并将其转换为数字信号。
采用模数转换器（ADC）进行信号转换，并通过通信接口（如串口、SPI或I2C）将数据传输给信号处理模块。
4.信号处理与分析信号处理模块负责对采集到的光照强度数据进行处理和分析。
可以采用滑动窗口、均值滤波或加权平均等算法对数据进行平滑处理，排除异常值的影响。
同时，可以设定不同的阈值和报警规则，当光照强度超过或低于设定的范围时，发出报警信号。
5.结果展示最后的显示模块将处理后的光照强度数据展示给用户。
可以使用液晶显示屏、LED指示灯或手机APP等方式进行展示。
用户可以根据展示结果来判断光照强度是否符合要求，并进行相应的调节措施。
四、系统优势1.系统结构简单，组件易于获得，可快速实施。
2.采用先进的滤波和处理算法，能够准确测量光照强度。
3.可以根据实际需求设定不同的阈值和报警规则，及时发现和解决光照问题。
4.显示模块可以提供直观的光照强度数据，方便用户了解和调整。
目录1 实验任务 (1)2设计原理 (1)2.1 基本理论 (1)2.2 系统框图 (1)2.3 程序设计流程图 (2)3实现方案 (3)3.1 硬件电路图 (3)3.2原理图说明 (3)3.2.1 光电前置放大电路 (3)3.2.2 AD转换电路 (4)3.2.2 显示电路 (4)3.3硬件程序 (4)4调试过程及结论 (10)4.1 调试过程 (10)4.2结论 (11)5心得体会 (13)6 参考文献 (14)利用硅光电池的简易照度计设计1 实验任务利用硅光电池为信号输入电路，以AT89C51单片机芯片设计控制电路，制作一个简易照度计，可以通过LCD显示屏显示照度值。
2设计原理2.1 基本理论硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件，它实质上是一个大面积的半导体PN结，其工作原理是光生伏特效应。
当光照射在硅光电池的PN结区时，会在半导体中激发出光生电子-空穴对。
PN结两边的光生电子-空穴对在内电场作用下，多数载流子的不能穿越阻挡层，而少数载流子却能穿越阻挡层，结果，P区的光生电子进入N区，N区的光生空穴进入P区，使每个区中的光生电子-空穴对分割开来。
光生电子在N区的集结使N区带负电，光生电子在P区的集结使P区带正电。
P区和N区之间产生光生电动势。
当硅光电池接入负载后，光电流从P区经负载流至NE，负载中就会有功率输出。
利用AT89C51芯片实现控制电路，用ADC0809模数转换器实现模拟信号和数字信号的转换。
当光电池接入负载，将输出的信号通过三极管放大，通过模数转换器ADC0809转换为数字信号，通过单片机控制电路将信号输入LCD显示屏，在显示屏上显示当前的照度值。
2.2 系统框图1系统框图如下：图1 照度计设计系统框图2.3 程序设计流程图程序流程图如下：23实现方案3.1 硬件电路图图3 照度计硬件原理图3.2原理图说明3.2.1光电前置放大电路利用三级管的的放大作用，将带负载的光电池电路输出的电流放大，为了保证信号有更好的线性关系，所以将三极管接成电流转换为电压的形式。
电子电路实验（三)设计总结报告设计选题一：数字式光照强度检测仪的设计实现院(系) ：自动化学院班级：**********学号：**********学生姓名：******指导教师：******2011年5月摘要本实验中采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
具体方法是将三路光敏电阻支路并联接入电路中，其中一路串接一固定电阻，另外两路分别串接电位器，利用光敏电阻值随光照强度变化的特性，使得电路的输出电压而变化。
根据这一特性，结合光照强度和输出模拟电压之间的关系，分别对三路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压，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，将其集于单片机中，进行比较以后通过两位数码管将最大值显示出来，相应地控制点亮对应的小数点以显示光强的方位。
通过硬件的焊接、静态和动态调试和程序的编写和修改，作品最终很好地实现了实验任务和要求，在近似无光照时数码管显示为0，正常工作时能检测三个不同方位的光强并通过两位数码管将最大数值显示出来，而两个小数点的不同组合显示对应方位。
关键词：光照强度；检测仪；设计实现2第1部分课题的任务与要求1.1 设计选题设计选题一：数字式光照强度检测仪的设计实现1.2 任务及要求1.2.1 设计选题的任务结合单片机最小电路和光敏电阻电路共同设计一个基于单片机的数字式光照强度检测系统，用数码管显示光照强度。
还可以设置多个不同方向的光敏电阻，通过计算它们的光照强度运用比较器以确定当前的光照方向。
(1)、实现单片机最小系统设计。
(2)、焊接调试光敏电阻网络。
(3)、焊接调试AD电路，标定光照强度基本单位。
(4)、编写单片机程序，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数管显示。
(5)、通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方向，在数码管上显示其方向。
1.2.2 设计选题的要求(1)、无光照时数码管显示为零。
(2)、用数码管显示光照强度，误差范围为5~10LUX(以白天中午室内日光灯的光照强度为标准定义为100 LUX )。
毕业设计开题报告测控技术与仪器便携式光照度检测仪的设计1前言部分近几年来, 随着我国从传统农业向优质、高产、高效的现代化农业不断迈进, 对温室光照检测的要求也越来越高, 应用领域也在迅速扩大。
光照是植物进行光合作用不可缺少的条件, 但是过强的光照却促进了水分蒸发, 严重的会灼伤叶面。
而在温室生产中, 还会经常遇到光照很弱, 需要补光的情况。
在这种情况下, 对光照进行实时自动检测, 判断什么时候光照强需要遮光, 什么时候光照弱需要补光就显得非常重要。
但是, 目前绝大多数光照检测仪虽然量程较宽, 可在使用时却需要操作人员根据具体的光照情况手动切换测量档位。
这不仅给检测带来了很多不便, 更严重的是阻碍了光照实时自动检测与控制的实现。
因此, 研制一种量程宽、精度高和智能换档的光照检测仪对提高温室监控系统的自动化水平, 提高光能的利用率, 促进植物生长, 节能增效都有重要的意义。
在人们的生活、工作和娱乐中，健康用眼是反复被强调指出的一点，但在日常生活中，用眼卫生的情况却难尽人意，视力减退、下降和视疲劳引发的干眼症等症状和疾病发生率越来越高。
这一方面是因为人们健康用眼的意识不够，例如在工作和学习中，投入的研究一个问题或者阅读书写时，往往容易忘记时间，很难做到每隔一段时间即通过远眺、眼保健操等方式让眼睛暂时休息；另外一方面，人们很难仅凭经验就对光照环境是否适合用眼做出准确的判断，举例来说，世界卫生组织认可的满足阅读书写条件的光照度的阈值是250克勒斯至1250勒克斯（LUX－光照度单位），低于此照度阈值范围的下限或者高于此照度阈值范围的上限的环境均不适合阅读，而现实生活中很难有人能准确判断周围的光照环境是否符合上述标准，虽然自我感觉“能看清”，但事实上很多时候光照度是不符合要求的，而且世卫组织提出的满足阅读书写的光照度阈值范围较宽，不难想象的是，在250－1250LUX这个范围内，在300LUX的光照度下不间断用眼的时间的和在1200LUX的光照度下阅读不间断用眼的时间显然是不同的。
目录第一章题目要求与分析 (1)1.1课程设计的意义 (1)1.2题目要求 (1)1.3题目分析 (1)第二章系统总体方案及硬件设计 (1)2.1光强测量系统设计 (1)2.2硬件设计与分析 (2)2.2.1光电转换模块 (2)2.2.2A/D转换 (3)2.2.3LED显示和报警装置 (3)第三章系统软件分析 (4)3.1主程序流程图 (4)3.2显示程序 (5)3.3报警装置 (5)第四章结果与分析 (6)第五章总结与体会 (8)参考文献 (9)附录 (10)第一章题目要求与分析1.1课程设计的意义本次课程设计是我们在学习单片机后的一次实习。
可增强我们的动手能力，特别对单片机的系统设计有很大的帮助。
1.2题目要求1.设计并制作一台数字显示的光强检测仪。
2.基本要求：测量传感器可以任选，实现光强测量精度±10%。
1.3题目分析本设计是测光强电路，可以使用光敏电阻之类的器件利用其感光效应，在将随被测光亮变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测光强显示出来。
第二章系统总体方案及硬件设计2.1光强测量系统设计本设计使用光敏电阻5228搭建光电转换电路，经过AD转换将光电模拟信号数字化，在通过单片机进行数据处理，最终在4位LED上显示光强。
同时设计了报警系统，当光强达到一定上限值时，启动报警模式。
单片机的RESET口上提供了供电自启动，在X1,X2口上提供了12MHZ晶振，以支持单片机的运行与启动。
系统由4个模块组成，分别为光电转换模块、AD 转换模块、测量数据显示模块、报警模块。
系统框图如图1：2.2硬件设计与分析本系统主要由光电转换电路，AD转换器，单片机，存储器，LED显示，蜂鸣器组成。
图1 系统框图2.2.1光电转换模块光电转换模块采用5228光敏电阻进行光电转换，当有光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值发生变化，从而产生电信号。
合肥学院计算机科学与技术系微型计算机原理与接口技术课程设计报告2009～2010学年第一学期课程微型计算机原理与接口技术课程设计名称光照强度测量仪学生姓名周三平学号0604011017专业班级07计本（2）班指导教师张向东教授2010年1月1.题义分析及解决方案设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上；校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。
1.1题义需求分析1.1.1 光照强度测量仪的概念通过使用某测量仪来测量某光照的强度，这种仪器就称为光照强度测量仪。
仪器使用时先将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（实验中为光敏电阻表面），然后在测量仪的可视化界面（实验中为LED）中观察结果值。
光照强度的国际单位（SI）为勒克斯，又称米烛光。
1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。
可以标作勒［克斯］，简称勒。
英为lux，简作lx。
勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。
流明则由标准单位烛光(cd)引出。
1.1.2光照强度测量仪的工作原理测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。
光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。
将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。
根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出，供用户查看结果。
1.1.3从计算机角度解决问题计算机通过PCI线与实验箱上的ES-PCI模块相连，充分利用实验箱上的各个模块完成，有：A3(片选)、B2(时钟)、B4(8255)、D3(光敏电阻)、G4(ADC0809)、G5(LED)以及ES-PCI。
通过导线正确连接好电路。
使用时光源直接照射在光敏电阻表面，结果（光照强度）显示在LED上。
电子电路实验 3 综合设计总结报告题目:数字式光照强度检测仪的设计实现班级:20110824学号:2011082427姓名:张希希成绩:日期:一、摘要本实验中采用光敏电阻为光传感器, 利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
具体方法是将两路光敏电阻支路并联接入电路中, 其中一路串接一固定电阻, 另外一路分别串接电位器, 利用光敏电阻值随光照强度变化的特性, 使得电路的输出电压而变化。
根据这一特性, 结合光照强度和输出模拟电压之间的关系, 分别对两路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压,将模拟电压通过 ADC0804模数转换器转换为数字电压, 通过译码器使两位数码管将光强值显示出来,相应地控制点亮对应的小数点以显示光强的方位。
通过硬件的焊接、静态和动态调试, 作品最终很好地实现了实验任务和要求, 在近似无光照时数码管显示为 0, 正常工作时能检测两个不同方位的光强并通过两位数码管将最大数值显示出来,而两个小数点的不同组合显示对应方位。
关键词:光照强度;检测仪;设计实现二、设计任务2.1 设计选题选题十三:数字式光照强度检测仪的设计实现2.2 设计任务要求用数码管显示光照强度; 设置多个不同方向的光敏电阻, 通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方位, 在数码管上显示其方位; 将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值,并用数码管显示,误差范围为±3LUX (以白天室内日光灯的光照强度为标准定义为 100LUX ; 要求在黑暗中显示 00(十六进制 , 室内光最大显示63(十六进制 ,用小数点显示光照方向。
1、光照传感器采用光敏电阻;2、光强值显示采用数码管;3、通过比较器实现光强方向的判断,若左侧光强大则数码管小数点亮,若右侧光强大则数码管小数全灭;4、误差范围为±3LUX ,数模转换器建议选用 8位并行转换器件;5、在无光照(即光敏电阻完全盖住时,光强值显示为 0;6、在正午(即中午 12点室内日光灯开启时,光强值显示为 63(十六进制 ;7、电源采样±5V 供电,电路板功耗小于 3W ;8、采集显示时间延迟小于 3秒。
便携式光照强度检测仪的设计实现实验要求设计一个基于单片机的便携式光照强度检测仪，用单片机控制STL2561传感器测量光照强度，并用数码管显示接收光强结果，同时判断光照强度的高低. 1. TSL2561传感器工作原理及结构光敏电阻的结构 2．光敏电阻的主要参数（1）暗电阻和暗电流光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。
此时流过的电流，称为暗电流。
（2）亮电阻光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。
（3）光电流亮电流与暗电流之差，称为光电流。
3．光敏电阻的基本特性（1）伏安特性（2）光照特性（3）光谱特性（4）响应时间和频率特性（5）温度特性（1）伏安特性（2）光照特性（4）响应时间和频率特性光电导的弛豫现象：光电流的变化对于光的变化，在时间上有一个滞后。
通常用响应时间t表示。
光敏电阻图示光敏电阻演示当光敏电阻受到光照时，光生电子―空穴对增加，阻值减小，电流增大。
光照强度的测定照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。
AD模数转换模块所谓A/D 转换器就是模拟/数字转换器（Analog to Digital Converter 简称ADC）是将输入的模拟信号转换成为数字信号。
A/D电路的设计任务及要求：结合单片机最小电路和光敏电阻电路共同设计一个基于单片机的数字式光照强度检测系统，用数码管显示光照强度。
还可以设置多个不同方向的光敏电阻，通过计算它们的光照强度运用比较器以确定当前的光照方向。
1、实现单片机最小系统设计。
2、焊接调试光敏电阻网络。
3、焊接调试AD电路，标定光照强度基本单位 4、编写单片机程序，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数码管显示。
专利名称：一种便携式光照强度实时检测系统专利类型：实用新型专利
发明人：马雪佳,罗志会,潘礼庆,黄琳,熊莉,郑帅申请号：CN201420798395.X
申请日：20141217
公开号：CN204244546U
公开日：
20150401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种便携式光照强度实时检测系统，它包括光敏传感器，光敏传感器与方波发生器连接，方波发生器与单片机的输入口连接，单片机的输出口与显示屏连接；方波发生器包括555定时器，光敏传感器为光敏电阻，光敏电阻与555定时器连接。
本实用新型能准确的对光照强度进行检测并将相应的检测数值直观的显示出来。
申请人：三峡大学
地址：443002 湖北省宜昌市大学路8号
国籍：CN
代理机构：宜昌市三峡专利事务所
代理人：成钢
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