光敏电阻传感器论文

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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。

光敏电阻、光敏二极管的特性研究

光敏电阻、光敏二极管的特性研究

实验十一、十二【实验目的】见讲义【实验仪器】见讲义【实验原理】1、光电效应光敏传感器的物理基础是光电效应,在光辐射作用下电子逸出材料的表面,产生光电子发射称为外光电效应,或光电子发射效应,基于这种效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。

电子并不逸出材料表面的则是内光电效应。

光电导效应、光生伏特效应则属于内光电效应。

即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。

光电效应通常分为外光电效应和内光电效应两大类,几乎大多数光电控制应用的传感器都是此类,通常有光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、硅光电池等。

(1)光电导效应若光照射到某些半导体材料上时,透过到材料内部的光子能量足够大,某些电子吸收光子的能量,从原来的束缚态变成导电的自由态,这时在外电场的作用下,流过半导体的电流会增大,即半导体的电导会增大,这种现象叫光电导效应。

它是一种内光电效应。

光电导效应可分为本征型和杂质型两类。

前者是指能量足够大的光子使电子离开价带跃入导带,价带中由于电子离开而产生空穴,在外电场作用下,电子和空穴参与电导,使电导增加。

杂质型光电导效应则是能量足够大的光子使施主能级中的电子或受主能级中的空穴跃迁到导带或价带,从而使电导增加。

杂质型光电导的长波限比本征型光电导的要长的多。

(2)光生伏特效应 在无光照时,半导体PN 结内部自建电场。

当光照射在PN 结及其附近时,在能量足够大的光子作用下,在结区及其附近就产生少数载流子(电子、空穴对)。

载流子在结区外时,靠扩散进入结区;在结区中时,则因电场E 的作用,电子漂移到N 区,空穴漂移到P 区。

结果使N 区带负电荷,P 区带正电荷,产生附加电动势,此电动势称为光生电动势,此现象称为光生伏特效应。

2、实验原理(1)光敏电阻利用具有光电导效应的半导体材料制成的光敏传感器称为光敏电阻。

目前,光敏电阻应用的极为广泛,可见光波段和大气透过的几个窗口都有适用的光敏电阻。

利用光敏电阻制成的光控开关在我们日常生活中随处可见。

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。

光敏电阻的功能范文

光敏电阻的功能范文

光敏电阻的功能范文光敏电阻(Photocell)是一种能够感知光线强弱并进行电阻变化的电子元件。

光敏电阻广泛应用于自动光控、照相测光、光电报警、光电开关、荧光显示屏等领域。

下面将从组成结构、工作原理、应用领域等方面详细介绍光敏电阻的功能。

光敏电阻的组成结构主要包括敏光层、电阻层、外壳等部分。

敏光层是光敏电阻最为关键的部分,它通常由硫化镉或硫化铟等半导体材料制成。

电阻层则是传送电流的部分,常使用碳材料或金属材料制作。

外壳的作用是保护敏感元器件免受外界环境的影响。

光敏电阻的工作原理是基于光敏材料在光照下发生电阻变化的特性。

当光敏电阻没有受到光照时,其电阻值较高;当光敏电阻受到光照时,其电阻值会降低。

这是因为光照会导致光敏材料内部电子的激发和流动,从而引起电阻变化。

光敏电阻的电阻值与光照强度呈反比关系,即光照强度越大,电阻值越小。

光敏电阻具有多种功能,以下是几个主要的功能介绍:1.自动光控:光敏电阻可以根据环境光照强度的变化,实现自动调节电路或设备的工作状态。

例如,在室内照明控制系统中,光敏电阻可以感知到光照的强弱,从而自动控制灯光的开关和亮度,使室内光照恰到好处。

2.照相测光:在摄影领域,光敏电阻常用于测量被摄物体的光照强度,从而帮助摄影师选择合适的曝光时间和光圈大小,获得高质量的照片。

3.光电报警:光敏电阻可以作为光控传感器,用于探测环境光线的变化,并触发警报或报警器。

例如,在安防系统中,光敏电阻可以感应到入侵者的动作或接近,从而发出警报信号。

4.光电开关:光敏电阻可用于制作光电开关,实现无触点的、非接触式的开关功能。

当光敏电阻受到光照时,电路处于闭合状态;当光敏电阻没有光照时,电路处于断开状态。

这种开关具有灵敏度高、寿命长、反应速度快等优点。

5.荧光显示屏:光敏电阻可以用于控制程控荧光屏的亮度。

通过检测环境光照强度并相应调整荧光显示屏的亮度,可以提高视觉体验和节省能源。

除了上述功能外,光敏电阻在实际应用中还有很多其他的功能。

毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》

毕业论文《光电传感器技术的新发展及应用》

摘要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。

它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。

光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。

关键字:光电元件传感器分类传感器应用摘要ABSTRACTThe photoelectric transducer adopts the photoelectric component as the transducer measuring the component. It changes the change measured into a change of the optical signal at first, then further change the optical signal into an electric signal through the photoelectric component. The photoelectric transducer is generally made up of light source, optical thorough fare and photoelectric component three parts. The photoelectric detection method has precision high, reacts fast, advantage of exposed to ing etc.s, and can examine the parameter more,the transducer is of simple structure, the form is flexible, so, it is very extensive that the photoelectricity type transducer is employed in measuring and controlling. The photoelectric transducer realizes the key component that the photoelectricity changes in various photoelectric detection systems, it change into electric device of signal optical signal (infrared can seeing and purple other ray radiation). The photoelectricity type transducer is regarded photoelectric device as and changed the transducer of the component. It was not electric consumption that it caused the light quantity to change directly that it can be used for measuring, only strong, illuminance, radiation examine warmly, the gas composition is analyzed etc.; Other ones that can also be used and measured and can change into a light quantity and change are not the electric consumption such as part diameter, surface roughness, meets an emergency, the displacement, vibration, pace, acceleration, and the form of object, discernment of working state,etc.. The photoelectricity type transducer is not exposed to, respond the fast, reliable characteristic of performance, so won extensive application in the industrial automation device and machine philtrum. In recent years, new Devices photoelectric constantly emerge, especially CCD picture the births of transducer, transducers photoelectric the further to last chapter innovated to turn on.Keywords:Photoelectric component Transducer classification Application of transducer目录第一章绪论 (1)1.1 传感器发展史 (1)1.2光电传感概述 (2)第二章光电传感器基本原理 (3)2.1 光电效应 (3)2.2 光电元件及特性 (3)2.3 光电传感器 (6)第三章 CCD传感器 (11)3.1 光固态图象传感器 (11)3.1.1 CCD的结构和基本原理 (11)3.1.2 线型CCD图像传感器 (12)3.1.3 面型CCD图像传感器 (13)3.2 C CD图像传感器应用 (15)3.2.1 工件尺寸检测 (15)3.2.2 CCD传感器在公共交通上的应用 (16) 第四章光纤传感器 (17)4.1 光纤传感器的原理和组成 (17)4.2 光纤传感器的类型及特点 (17)4.3 光纤传感器的应用领域 (18)4.4 光纤传感器(FOS)应用原理 (20) 4.5 光纤传感器的实际应用 (21) 4.5.1 光纤液位传感器 (22)4.5.2 电力工业中的应用 (22)第五章其它光电传感器 (25)5.1 高速光电二极管 (25)5.1.1 PIN结光电二极管 (25)5.1.2 雪崩光电二极管(APD) (26) 5.2 色敏光电传感器 (26)5.3 光位置传感器 (27)第六章总结与展望 (29)6.1 总结 (29)6.2 展望 (30)致谢 (31)参考文献 (33)第一章绪论 1第一章绪论1.1 传感器发展史传感技术的发展经历了三个阶段,即结构型传感器、物性型传感器和智能型传感器,其测量技术、方法和特点的发展历程见表1。

光敏电阻传感器的原理

光敏电阻传感器的原理

光敏电阻传感器的原理
光敏电阻传感器原理是利用光敏电阻的特性,光照强度变化会导致电阻值的变化。

光敏电阻是一种半导体材料,当光照射到它的表面时,光子能量激发了材料内电子的跃迁,使得电阻值改变。

光敏电阻的工作原理基于半导体材料在光照射下的能带结构改变。

当光子能量与半导体材料的禁带宽度相近时,光子能够激发材料内的电子从价带跃迁到导带,产生自由电子和空穴。

自由电子和空穴增加后导致材料的电导率提高,使得电阻值减小。

通过这一效应,光敏电阻能够感知光照强度的变化。

当光照强度增加时,更多的光子能量激发了材料内的电子,电阻值减小。

相反,当光照强度减小时,光子能量不足以使电子跃迁,电阻值增加。

为了测量光敏电阻的电阻值变化,通常将其连接到一个电路中,使用一个电流源和一个测量电压的电路。

电流通过光敏电阻,产生的电压信号可以用来判断光照强度的变化。

光敏电阻传感器广泛应用于各个领域,如自动控制、照相机曝光控制、光照强度监测等。

它的原理简单、成本低廉,使得它成为一种常见的光照强度传感器。

光传感器的原理及应用文献

光传感器的原理及应用文献

光传感器的原理及应用文献引言光传感器是一种能够检测和测量光线强度和其他光学信息的设备。

它们在很多领域都有广泛的应用,包括光通信、光测量和光控制等。

本文将介绍光传感器的原理,并列举一些相关的应用文献,以便读者更深入了解光传感器的工作原理和实际应用。

光传感器的原理光传感器利用光的特性来感知和测量光线的属性。

它们通常基于光电效应或光敏电阻效应来工作。

以下是一些光传感器常用的原理:1.光电效应:光电效应是指当光线照射到特定材料表面时,会导致电子从材料中解离出来。

这些解离的电子可以被收集和测量,从而实现对光线的检测和测量。

常见的光电效应类型包括内照射效应和外照射效应。

2.光敏电阻效应:光敏电阻是一种根据光照强度变化而改变电阻值的器件。

它们通常由光敏材料制成,当光照射到光敏电阻上时,其电阻值会发生变化。

这种变化可以用来测量光线的强度和其他属性。

3.光电二极管:光电二极管是一种利用光电效应工作的半导体设备。

当光线照射到光电二极管上时,会产生电流。

这种电流的大小与光线强度成正比,可以被测量和记录。

4.光电导效应:光电导效应是指当光照射到半导体表面时,会改变其导电性能。

这种现象可以用来制造光敏电阻和其他光传感器。

光传感器的应用文献以下是一些与光传感器的应用相关的文献,它们介绍了光传感器在不同领域中的各种应用。

1.文献1:《光传感器在环境监测中的应用研究》–作者:张三,李四–摘要:本文介绍了光传感器在环境监测领域的应用研究。

通过利用光传感器检测和测量大气中的光线强度和光谱分布,可以实现对大气质量、空气污染和光照强度等参数的监测和分析。

–关键词:光传感器,环境监测,大气质量,空气污染,光照强度2.文献2:《光传感器在机器人导航中的应用研究》–作者:王五,赵六–摘要:本文探讨了光传感器在机器人导航中的应用研究。

通过利用光传感器感知周围环境的光线强度和光谱,机器人可以实现自主导航和避障功能。

本文介绍了基于光传感器的机器人导航算法和实验结果,并讨论了其在实际应用中的局限性和改进方向。

光敏电阻原理的应用论文

光敏电阻原理的应用论文

光敏电阻原理的应用论文引言光敏电阻(Light Dependent Resistor,LDR)是一种根据光照强度改变电阻值的器件。

它在各个领域中有着广泛的应用,特别是在光敏传感器、自动控制系统和光控开关等方面。

本篇论文将重点介绍光敏电阻的原理及其在实际应用中的优势。

光敏电阻的原理光敏电阻的工作原理基于光照的影响。

它由半导体材料制成,通常是硒化镉(CdS)或硒化铟(InSb)。

当外界光照强度改变时,光敏电阻的电阻值也会发生相应的变化。

这是因为光子的能量被光敏电阻吸收后,会改变电子的能级分布,从而改变电阻器的电阻值。

光敏电阻的应用光敏电阻在各个领域中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域:1.光敏传感器–光敏电阻可用作光敏传感器,用于检测周围环境的光照强度。

–在照明控制系统中,光敏电阻可用于实现光感应自动调光,节约能源。

–在安防系统中,光敏电阻可用于检测黑暗环境下的运动。

2.光控开关–光敏电阻可用于制作光控开关,用于自动控制照明设备的开关。

–当光敏电阻感知到光照强度低于或高于设定阈值时,自动触发照明设备的开启或关闭。

3.光电报警器–光敏电阻可用于光电报警器中,用于检测光照强度的突然变化。

–当光照强度发生异常时,光电报警器会触发报警信号,用于安全防范。

光敏电阻与其他光敏器件的比较光敏电阻相比于其他光敏器件有着一些优势,使其在实际应用中更受青睐:•成本低廉:与光敏二极管、光敏三极管等光敏器件相比,光敏电阻的制造成本较低,使其更适合于大规模生产和应用。

•灵敏度高:光敏电阻对光照的变化非常敏感,能够准确地反映光照强度的变化。

•抗干扰能力强:光敏电阻对杂散光的抗干扰能力较好,可以有效地提高系统的稳定性。

光敏电阻的应用案例以下是一些光敏电阻的实际应用案例:1.安防监控系统–在夜间,安防监控系统利用光敏电阻检测黑暗环境下的运动,实现对异常行为的监控。

–光敏电阻将感知到的光照变化转化为电信号,通过电路处理后触发报警器。

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传感器综合设计实训(论文)说明书题目:光敏电阻检测光照亮度院(系):力学与光电物理学院专业:应用物理学*名:**学号: ********** 指导教师:**2012年6月20号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AbstractsThis 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目录引言 (4)1.系统概述 (4)1.1 设计要求 (4)1.2方案设计 (5)1.2.1方案说明 (5)1.2.2方案论证 (5)2.硬件电路设计与分析 (6)2.1单片机最小系统 (6)2.2光敏电阻的主要特性及参数 (8)2.3光敏电阻接入电路图 (9)2.4数码管显示电路 (10)2.5报警电路 (10)3.软件设计 (11)3.1主程序 (11)3.2安装调试及测量数据分析 (12)3.3出现的问题与解决的方法 (12)4.实训的心得体会 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)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。

(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: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。

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