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光敏电阻传感器论文

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光敏电阻传感器综合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。

目录引言 (1)1.系统概述 (1)1.1 设计要求 (1)1.2方案设计 (2)1.2.1方案说明 (2)1.2.2方案论证 (2)2.硬件电路设计与分析 (3)2.1单片机最小系统 (3)2.2光敏电阻的主要特性及参数 (5)2.3光敏电阻接入电路图 (6)2.4数码管显示电路 (7)2.5报警电路 (7)3.软件设计 (8)3.1主程序 (8)3.2安装调试及测量数据分析 (9)3.3出现的问题与解决的方法 (9)4.实训的心得体会 (10)参考文献 (10)附录 (10)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。

人们可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直接采取措施使光照强度在此范围内。

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。

还可加上报警部分。

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数码管显示值，就能简单的显示出不同的光强了。

1 系统概述1.1 设计要求设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）。

通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。

(1)自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；(2)传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；(3)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；(4)完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据 2. 选定最接近计算结果的元件规格）；(5)设计结束后，进行仿真调试。

（6）不断检测设计和实践的相差情况（6）仿真调试方案（7）给出系统整机电路图。

（8）完成课程设计报告1.2 方案设计1.2.1方案说明(1)传感器选择：选用光敏电阻作为采集光照信号的传感器。

(2)电阻测试：在室外太阳光强照射下、室内适宜光照下、室内昏暗条件下三种光照条件下分别测的光敏电阻的阻值为<=320欧、1.4--3.6k 欧、>=15.6k 欧。

(3)方案原理图：系统功能描述：考虑到系统的实用价值,确定了光照适宜时的光敏电阻值的范围为1.4--3.6k 欧，当光照过强时，LED1点亮，蜂鸣器报警；光照适宜时，LED2点亮；黑暗时，LED3点亮，蜂鸣器也报警。

即光照不适宜时就会报警，所以该系统不但可以完成光强的显示、报警，而且可以判断光照是否适宜。

原理框图如下：图1 原理框图1.2.2方案论证(1)光照强度的信号采集部分采用光敏电阻作为信号采集器件。

光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件，无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中电流（暗电流）很小； 当受到光照时，半导体材料电导率增加，电阻减小。

其阻值随光照增强而减小。

光敏电阻作为光电式传感器的一种，它具有灵敏度高、光谱响应范围宽；体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐震动、抗过载能力强和寿命长等特点。

所以选择光敏电阻采集光照信号，并把不同的光照强度转化为不同的电阻值。

把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值，电路如原理图所示。

于是，就把对光照信号的处理转化为对电压信号V 的处理。

数码管显示电路报警电路光敏电阻信号转换电路信号处理电路(2)信号处理部分：采用集成电压比较器LM358N作为信号处理的核心元件，电路连接如原理图所示。

光强、适宜、黑暗三种光照状态转换为三个电压值V1，V2，V3作为比较器的输入电压；两个比较器设置两个参考电压Vref1，Vref2。

工作过程分析如下：光照较强时V1> Vref1>Vref2，两个比较器的输出电压分别为（5V，0V）；光照适宜时Vref1>V2> Vref2，两个比较器的输出电压分别为（-5V，0）；光照黑暗时V3< Vref2 < Vref1 两个比较器的输出电压分别为（-5V，5V）。

这样就完成了从模拟信号到数字信号的转换,显示部分就变得容易了。

(3)光强显示部分采用数码管管显示不同的光强状态。

由于比较器的驱动能力有限，所以在输出端加一个上拉电阻提高其驱动能力。

电路连接如原理图所示，分析如下：当光照较强时，两个比较器的输出电压分别为（5V，0V），LED1点亮；光照适宜时，两个比较器的输出电压分别为（-5V，0），LED2被点亮；光照黑暗时，两个比较器的输出电压分别为（-5V，5V），LED2、LED3被点亮。

这样三种状态就显示出来了。

（4）光报警部分采用有源蜂鸣器作为报警器件。

电路连接如原理图所示，用两个NPN型BJT 三极管的导通来控制报警电路的导通，三极管的导通又受发光二极管导通与否的控制，发光二极管的导通受光照的控制。

所以光强就可以控制报警器了，设计方案采用了当光照较强或较暗时报警。

工作过程分析如下：当光照较强时，两个比较器的输出电压分别为（5V，0V），LED1点亮，三极管BJT1被导通，报警电路被导通，蜂鸣器报警；光照适宜时，两个比较器的输出电压分别为（-5V，0），LED2被点亮，三极管BJT1截止，报警电路也截止；光照黑暗时，两个比较器的输出电压分别为（-5V，5V），LED2、LED3被点亮，BJT2被导通，报警电路也被导通，蜂鸣器报警。

2 硬件电路设计与分析2.1单片机最小系统STC12C5A08S2简介：新一代宏晶芯片具有1个时钟/机器周期，高速、高可靠，2路PWM，8路10位高速A/D转换，25万次/秒1T 8051带总线,无法解密,管脚直接兼容传统89C52,有全球唯一ID号可省复位电路,36-44个I/O内部R/C时钟的新一代宏晶芯片加密性强，解密难度高。

中断系统是使处理器具有对外界异步事件的处理能力而设置的。

当中央处理器CPU 正在处理某件事的时候外界发生了紧急事件，要求CPU 暂停当前的工作，转而去处理这个紧急事件。

时钟电路。

由于频率较大时，三角波、正弦波、方波等波中每一点延时时间为几微秒，故延时时间还要加上指令时间即可得到指定频率的波形，该电路用24MHz 晶振。

如下图：EA/V PP 31X AT L119X AT L218RESET 9RD P3.717WR P3.616IN T0 P3.212IN T1 P3.313T 0 P3.414T 1 P3.515P1.0(T 2)1P1.1(T 2EX )2P1.23P1.34P1.45P1.5(M OS)6P1.6(M ISO)7P1.7(SCK)8P0.0( AD0)39P0.1( AD1)38P0.2( AD2)37P0.3( AD3)36P0.4( AD4)35P0.5( AD5)34P0.6( AD6)33P0.7( AD7)32P2.0( A8)21P2.1( A9)22P2.2(A 10)23P2.3(A 11)24P2.4(A 12)25P2.5(A 13)26P2.6(A 14)27P2.7(A 15)28PSEN29ALE/PROG30(T X D)P3.111(RX D )P3.010V C C40G N D20U18051Y112MHzC130PFC230PFR010KV CCS2Res etV CC+C3AD0123456789101112spl 1l 2l 3123J2CON3单片机最小系统图2 主控电路图●宽电压：5.5～3.3V ，2.2～3.6V （STC12LE5A60S2系列）●增加第二复位功能脚（高可靠复位，可调整复位门槛电压，频率<12MHz 时，无需此功能）●增加外部掉电检测电路,可在掉电时,及时将数存进EEPROM,正常工作时无需操作EEP●低功耗设计：空闲模式,HOLTEK 芯片解密，（可由任意一个中断唤醒） ●低功耗设计：掉电模式（可由外部中断唤醒），可支持上升沿和远程唤醒 ●工作频率：0～35MHz ，相当于普通8051：0～420MHz图3 单片机内部接入2.2光敏电阻的主要特性及参数（1）光电流、亮电阻。

光敏电阻器在一定的外加电压下，当有光照射时，流过的电流称为光电流，外加电压与光电流之比称为亮电阻，常用“100LX”表示。

（2）暗电流、暗电阻。

光敏电阻在一定的外加电压下，当没有光照射的时候，流过的电流称为暗电流。

外加电压与暗电流之比称为暗电阻，常用“0LX”表示。

（3）灵敏度。

灵敏度是指光敏电阻不受光照射时的电阻值（暗电阻）与受光照射时的电阻值（亮电阻）的相对变化值。

(4）在一定外加电压下，光敏电阻的光电流和光通量之间的关系。

不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。

因此它不宜作定量检测元件，这是光敏电阻的不足之处。

一般在自动控制系统中用作光电开关。

、（5）光敏电阻的光谱特性光谱特性与光敏电阻的材料有关。

硫化铅光敏电阻在较宽的光谱范围内均有较高的灵敏度，峰值在红外区域；硫化镉、硒化镉的峰值在可见光区域。

因此，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。

（6）光敏电阻的伏安特性在一定照度下，加在光敏电阻两端的电压与电流之间的关系称为伏安特性。

在给定偏压下,光照度较大，光电流也越大。

在一定的光照度下，所加的电压越大，光电流越大，而且无饱和现象。

但是电压不能无限地增大，因为任何光敏电阻都受额定功率、最高工作电和额定电流的限制。

超过最高工作电压和最大额定电流，可能导致光敏电阻永久性损坏。

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光敏电阻的原理及应用论文

光敏电阻的原理及应用论文

光敏电阻的原理及应用论文1. 引言光敏电阻是一种基于光电效应工作的电子元件，它能够根据外界光照的变化而改变其电阻值。

由于其在光电转换方面的高度敏感性以及广泛的应用领域，光敏电阻在现代电子技术中扮演着重要的角色。

本文将探讨光敏电阻的工作原理以及其在各个领域的应用。

2. 光敏电阻的工作原理光敏电阻的工作原理基于半导体材料在光照下的电导特性的改变。

通常情况下，光敏电阻由一个半导体材料制成，其中掺杂了一定的光敏物质。

当光照照射在光敏电阻上时，光敏物质吸收光子并转化为电子，导致电流的增加，从而降低电阻值。

相反，当光线减弱或者消失时，光敏电阻的电流减小，其电阻值增加。

3. 光敏电阻的应用领域3.1 光控开关光敏电阻常常用于光控开关中，当光敏电阻受到光照时，其电阻值变低，电路闭合；当光照消失时，光敏电阻的电阻值增加，电路断开。

这种特性使得光敏电阻在自动照明、人体感应等领域得到了广泛应用。

3.2 光电报警器光敏电阻被广泛用于光电报警器中，这是因为其能够根据光照的变化来检测周围环境的状态。

当光敏电阻受到光照时，电路闭合，触发报警器发出警报信号。

光电报警器在安防系统中得到了广泛应用。

3.3 光电测量仪器在科学研究和医疗诊断领域，光敏电阻被用作光电测量仪器中的重要部件。

光敏电阻能够高灵敏度地检测光的强度和变化，并将其转化为电信号。

这种特性使得光敏电阻在光谱仪、光密度计等测量仪器中得到了广泛应用。

3.4 光敏电阻的环境监测由于光敏电阻能够根据光照的变化来改变电阻值，因此可以用作环境监测中的重要组件。

通过将光敏电阻与其他传感器结合，可以实现对光照、温度、湿度等环境参数的监测和控制。

3.5 其他应用领域除了上述应用领域外，光敏电阻还被广泛用于光控灯具、相机测光、太阳能光伏系统等领域。

光敏电阻凭借其高度敏感的特性和较低的成本，在不同的应用中发挥着重要的作用。

4. 结论光敏电阻作为一种基于光电效应工作的电子元件，在现代电子技术中应用广泛。

电子科学与技术毕业论文基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计

电子科学与技术毕业论文基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计

摘要随着信息技术的飞速发展和社会的不断进步，人们都市生活的迅速发展，新型半导体材料LED照明应用得到普及，人们对 LED 照明的高效控制和功能多样化的要求也不断提高。

灯饰除了有普遍的照明作用之外，还有广泛的工业用途。

针对普通的LED光源存在光谱不全这个问题，本文介绍了一套小型智能灯，它是基于光敏电阻的照明系统，主要的功能是用光照强度来调节LED灯的亮度，就是通过光敏电阻接收到的外界不同的照度来控制LED灯不同的亮度，也就是说，本设计通过环境光照度的强弱对LED灯进行控制，而且可以自动变换，使生活和工业生产更加现代化和节能环保。

这个设计的核心在于单片机控制模块，光敏电阻通过外界照度的不同产生不同大小的电信号，本设计先根据电信号的大小规定好对应的数字信号，这样单片机就可以根据输入的数值信号发出红绿黄三路通路/截止的命令，达到辨色的目的，判断光强度做好防护，并且可从液晶屏上读出光照强度，调控LED光强,这样的设备在温棚、禽舍、晒相、电路板生产等方面都得到广泛的应用。

关键词：LED(发光二极管)光敏电阻单片机液晶显示屏LIGHTING CONTROL SYSTEM DESIGN BASED ONPHOTORESISTORABSTRACTWith the rapid development of information technology and social progress as well as the rapid development of urban life, new applications of semiconductor materials are popular LED lighting products. Efficient LED lighting and functional diversification of the requirements is also rising. Lighting not only have lighting effect, but also have extensive function of industry. This paper introduces a set of small smart lights, the lighting system which is based on photosensitive resistance, to solve LED light source for general spectrum insufficiency problem. Its main function is to automatically select the light color. Photoresistor receives different illumination of the light outside to control the three RGY-LED work or not. In other words, a lamp can automatically transform several colors light. It will save the energy sources make our life more modern . The SCM ( Single Chip Micyoco) module is the core of this design. Photoresistor generated different signals by different external illumination. The design first turn analog signals into digital signals.Accroding the digital signals, SCM will release the orders to control RGY-LED work or not.In this way, the purpose is able to choose colors of the light intellectuality.At the same time it can read the light intensity On the LCD panel to regulat theintensity of Lighting system . Such equipment Have extensive application on Greenhouse, birdhouse, bask in phase, circuit board production.Key words: LED(Light Emitting Diode) Photoresistor SCM LCD目录摘要 (I)ABSTRACT (I)1前言 (1)1.1选题的目的意义 (1)1.2国内外研究综述 (1)1.3研究目标 (1)1.4研究内容 (2)1.5关键问题 (2)1.6基本思路 (2)1.7研究方法 (2)2基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计和论证 (3)2.1设计要求 (3)2.2设计方案 (3)2.3方案选取 (6)3基于光敏电阻的照明灯控制系统的设计 (7)3.1基于光敏电阻的照明灯控制系统的整体电路原理方框 (7)3.2电源设计 (7)3.3控制电路 (7)3.3.1STC12C5A60S2 (8)3.3.2信号采集电路 (10)3.3.3LCD显示电路 (11)3.3.4驱动调光电路 (12)4单片机编程 (15)4.1程序流程框图 (15)4.2信号采集程序 (15)4.2.1AD初始化程序 (15)4.2.2AD转换程序 (16)4.3显示屏程序 (16)4.3.1写指令函数 (16)4.3.2写数据函数 (16)4.3.3显示函数 (17)4.3.4对1602液晶的模式进行设置 (18)4.4主程序（选择红、绿、黄指示灯的程序） (18)4.5PWM程序 (19)5焊接与调试 (21)5.1焊接 (21)5.1.1制作注意事项 (21)5.1.2 实物展示 (21)5.2 软件调试 (22)5.3 PWM波形测量图 (25)6元件清单与性能参数 (26)7结论 (27)参考文献 (29)附录 (30)1整体电路设计图 (30)2单片机全部程序 (31)谢辞 (37)1 前言1.1选题的目的意义照明灯的应用一直以来都是相当的广泛和重要。

光敏传感器及应用本科毕业论文

光敏传感器及应用本科毕业论文

久同尢孝本科毕业论文（设计）题目：______ 光敏传感器及应用____________学院：__________________________________班级：__________________________________姓名：___________________________________指导教师：王振义职称: 副教授光敏传感器及应用摘要：在现代生活和工业生产中，机器设备和产品需要完整的监视和控制，因此传感器得到广泛应用。

要使设备能够正常工作并能够及时发现问题，做出最好的产品。

传感器的发展前途无限，任何工业变革，都改变不了传感器在现代化工业中的不可替代地位。

传感器的种类繁多，最常用的有光敏电阻，光敏电阻能够将光信号转化为电信号。

因此在实际生活中得到广泛应用，常用于照明自动控制控制，光电信号传送等领域。

本文主要介绍了对传感器机理做一概述，对光敏传感器的工作原理进行了分析和描绘，并光敏传感器在实际中应用做一介绍。

关键词：传感器；光敏传感器；应用；Photosensitive Sensor And ApplicationAbstract: In the moder n life and in dustrial producti on, machi nery andequipme nt, and products n eed to complete the mon itori ng and con trol, so the sen sor has bee n widely used. To make the equipme nt can work no rmally and can find problems in time, make the best products. Sen sor developme nt prospect is infinite, any changes in the industry, change sensor in modern industry can not replace the position. Photosensitive sensor as will convert the optical signal for the signal of a sensor, in daily life become the most com monly used sen sors. Plays a very importa nt role in automatic con trol, lighti ng circuit tech no logy.Are introduced in this paper analysis and understanding of the sensor is simple, the work ing prin ciple of the photose nsitive sen sor are briefly, and a photose nsitive sen sor in practical applicati on are in troduced.Keywords: sensor ；light sensor ；application ；1引言 (1)2传感器的概述 (1)2.1传感器的定义 (1)2.2传感器的组成 (2)2.3光敏传感器 (2)3光敏传感器的工作原理 (3)3.1光敏电阻 (3)3.2光敏二极管 (4)3.3光敏三极管 (5)4影响光敏传感器的主要因素 (6)4.1温度对光敏电阻的影响 (6)5光敏传感器的应用 (7)5.1光敏传感器在智能手机上的应用 (7)5.1.1自动感光 (7)5.1.2应用电路 (7)5.2光敏传感器在声光控开关电路中的应用 (8)5.3在汽车中的应用 (9)5.3.1 测速 (9)5.3.2照明控制 (11)6总结 (11)参考文献 (13)光敏传感器及应用1引言随着科学技术的不断发展和工业技术不断的革新，而人们对未知领域的探测的不断拓展。

关于传感器的论文

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传感器关键字：光电效应 光电元件 光电特性 传感器分类 传感器应用 摘要：在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。

由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。

这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点，在自动检测技术中得到了广泛应用，它一种是以光电效应为理论基础，由光电材料构成的器件。

正文：一、理论基础——光电效应光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。

光照在照在光电材料上，材料表面的电子吸收的能量，若电子吸收的能量足够大是，电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间，从而改变光电子材料的导电性，这种现象成为外光电效应根据爱因斯坦的光电子效应，光子是运动着的粒子流，每种光子的能量为hv(v 为光波频率，h 为普朗克常数，h ＝6.63*10-34 J/HZ)，由此可见不同频率的光子具有不同的能量，光波频率越高，光子能量越大。

假设光子的全部能量交给光子，电子能量将会增加，增加的能量一部分用于克服正离子的束缚，另一部分转换成电子能量。

根据能量守恒定律：式中，m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。

由上式可知，要使光电子逸出阴极表面的必要条件是h>A 。

由于不同材料具有不同的逸出功，因此对每一种阴极材料，入射光都有一个确定的频率限，当入射光的频率低于此频率限时，不论光强多大，都不会产生光电子发射，此频率限称为“红限”。

相应的波长为 式中，c 为光速，A 为逸出功。

当受到光照射时，吸收电子能量，其电阻率降低的导电现象称为光导效应。

它属于内光电效应。

当光照在半导体上是，若电子的能量大与半导体禁带的能级宽度，则电子从价带跃迁到导带，形成电子，同时，价带留下相应的空穴。