3++智能家居照明控制系统硬件电路设计
智能照明控制系统的设计与实现
智能照明控制系统的设计与实现一、引言近年来，随着科技的不断发展，智能家居也越来越受大众的欢迎。
智能照明控制系统作为智能家居的重要组成部分，控制着家里的灯光情况，直接影响着家居生活的舒适度和节能效果。
因此，如何设计一个智能照明控制系统，成为了众多工程师需要考虑的问题。
本文将探讨智能照明控制系统的设计与实现，包括系统架构、硬件设计、软件开发和实现过程中需要注意的问题。
二、系统架构设计智能照明控制系统通常由电路板、控制器和传感器组成。
电路板是连接不同灯光的节点，控制器负责接收传感器的信号，并通过电路板来控制灯光的亮度和开关状态。
为了实现智能控制，该系统需要使用智能化软件平台，可以根据用户的指令来控制每个灯光的状态。
这种平台需要支持多种协议和接口，如Wi-Fi、蓝牙等，以便用户可以通过手机或其他智能设备来操控。
在设计系统架构时，需要考虑到智能控制的灵活性和可靠性，同时还要考虑电量消耗和成本等问题。
三、硬件设计智能照明控制系统的硬件设计需要包括电路板的设计和传感器的选择和集成。
电路板的设计需要考虑到电源供应、信号传输和控制节点等问题。
其中，控制节点需要设计成可以自适应的模块，可以实现多路控制，同时还需要有足够的容量来存储各种灯光的信息。
传感器的选择和集成需要考虑到不同场景需要的传感器类型和数量。
例如，光敏传感器适用于智能照明控制系统的夜间模式，温度传感器可以监测室内温度，红外传感器可以检测人体运动等。
在硬件设计时，还需要考虑到设计的可重用性和可扩展性，以便在未来的升级和改进中方便使用。
四、软件开发该系统的软件开发需要包括前端和后端的开发。
前端的开发主要涉及用户界面的设计和操纵方式，需要适配不同的操作系统和设备。
后端的开发则需要实现多种功能，包括远程控制、传感器数据采集、状态监测等。
为了保证软件的安全性和可靠性，开发中需要使用多种技术和工具，包括数据加密、代码测试、错误捕捉等。
五、实现过程需要注意的问题在实现过程中，需要注意以下问题：1. 灵活性和可靠性：需要确保系统具有足够的灵活性和可靠性，以满足不同用户的需求。
智能家居照明控制系统设计
2.2 ZigBee网络基础
ZigBee网络和传统意义上的网络是不同的。本文主要从ZigBee网络中的设备类型，网络拓扑结构以及工作模式这三方面的内容进行介绍，在ZigBee标准中，网络主要有三类网络节点、三种拓扑结构以及两种工作模式。三类网络节点分别是网络协调器（Coordinator）、路由器(Router)和终端节点（End Device）；三种拓扑形式是星型拓扑、树型拓扑和网状拓扑；两种工作模式为信标(Beacon)模式和非信标(Non-beacon)模式。
1.3智能家居照明控制系统发展方向
传统的照明系统只为人们提供必要的照度，智能照明控制系统的设计主要是为了解决传统照明系统方面的不足。纵观智能照明控制系统发展，大致可分为三个阶段：照明系统的电子化、照明系统自动化和照明系统智能化2。在智能照明系统中用户可以根据需要设置不同的情景模式，另外还可以通过一些传感器感应周围环境变化，从而实现智能调节，为人们的工作、学习和生活提供更好的环境。就目前的发展来看智能照明控制发展的主要趋势主要在以下几个方面1：
关键词：智能照明系统ZigBee无线网络CC2530
Abstract
Lighting is essential to People's Daily life, as people living standard rise, the requirements of general lighting up to don't play that follow one's inclinations, and the development of electronic, munication and puter network technology provides conditions for the intelligent lighting control system, has a broad development prospects.
家庭灯光智能控制系统设计
家庭灯光智能控制系统设计1.引言随着科技的不断发展，智能家居已经成为人们生活中的热门话题。
智能家居不仅给人们的生活带来了便利，同时也提高了居住的舒适度和安全性。
其中，家庭灯光智能控制系统是智能家居中的一个重要组成部分。
本文将设计一套家庭灯光智能控制系统，以满足人们对于灯光的智能控制需求。
2.系统需求2.1用户需求用户希望能够灵活地控制家庭灯光，例如打开/关闭灯光、调节灯光亮度、更改灯光颜色等。
用户希望能通过手机、平板电脑等设备进行远程控制，方便快捷。
用户希望系统能自动进行灯光控制，例如根据时间设定自动开启/关闭灯光、根据环境亮度自动调节灯光亮度等。
2.2系统需求系统需要具备远程控制功能，可以通过手机APP、平板电脑等设备进行控制。
系统需要能够自动进行灯光控制，例如定时开启/关闭灯光、根据环境亮度自动调节灯光亮度等。
系统需要能够接收用户的手动控制指令，并迅速响应，确保控制的实时性。
系统需要能够连接和控制多个灯光设备。
系统需要提供用户友好的界面，方便用户进行操作。
3.系统设计3.1硬件设计系统需要具备以下硬件组成：灯光设备、智能网关、控制器、传感器。
灯光设备：用于提供照明功能，可以是普通的灯泡、台灯等。
智能网关：用于与控制器和传感器进行通信，接收控制指令并转发给相应的灯光设备。
控制器：用于处理用户的控制指令和自动控制逻辑，对灯光设备进行控制。
传感器：用于感知环境亮度等信息，并将信息传输给控制器进行自动控制。
3.2软件设计系统需要具备以下软件组成：远程控制APP、自动控制逻辑、用户界面。
自动控制逻辑：根据用户设定的条件和时间，对灯光设备进行自动控制。
用户界面：提供用户友好的界面，方便用户进行操作，如开关灯、调节亮度、更改颜色等。
4.系统实现4.1硬件实现选择合适的灯光设备和智能网关，确保设备之间的兼容性。
将智能网关与灯光设备进行连接，形成一个局域网内的灯光控制系统。
将传感器布置在合适的位置，确保能够准确感知环境亮度等信息。
智能家居照明控制系统毕业设计论文
智能家居照明控制系统毕业设计论文摘要随着科学技术的不断发展，人类社会迎来了电子信息时代。
而智能家居照明控制技术随着智能化住宅的蓬勃兴起而飞速发展，成为照明控制技术发展的一个重要方向。
因此，针对现有的智能照明控制系统的优缺点，根据人们的行为模式和住宅的光环境决定照明的控制规律，研究智能家居照明控制系统对提高人们的生活质量、节约能源和提倡绿色照明等具有十分重要的现实意义。
本论文主要从智能照明的基本概念、照明质量、家居照度标准、照明方式和种类、电光源的选择、智能照明控制系统的控制方式、智能家居照明控制系统设计等方面研究了家居式照明系统的设计的常用的方法，并且给出了智能化住宅各房间的典型照明技术。
同时指出在进行照明系统的设计时，不仅要根据场合的具体环境使照明系统能够实现视觉需求的光环境，同时要注意节约能源，实现绿色照明。
本论文分析了现有的智能照明控制方式的控制原理及其优缺点，设计了基于家居环境的智能照明系统，并介绍了该系统的功能及软、硬件的设计方法。
系统中的控制装置采用AT89S51单片机作为控制器，用C语言编程，采用光敏二极管检测光照度和PWM方式进行调光，同时设计了正负12伏直流供电电源。
在具体硬件设计中，本文主要设计了光照度检测、显示及补偿部分，经过调试，该部分完全能够实现设计系统的功能。
此外，还设计了灯光调节部分，根据环境调光或进行手动调节，同时还预留了RS232串行接口，为今后采用数字网络化调节的应用预留了空间。
关键词：智能家居；照明控制技术；光环境；照明质量；照度检测；照度补偿智能家居照明控制系统毕业设计论文AbstractWith the development of science and technology，human come in the era of electronic information. So the technology of the electronic home lighting control make a great development with the rise of electronic home. So the research on electronic home lighting control system is of great practical significance to improve people’s life quality and to promote green lighting against with the Advantages and disadvantages of the existing Intelligent Lighting Control System and according to people's behavior patterns of residential and light environment.This paper mainly does research in the commonly used method of the design of the home-lighting systems, according to the basic concept of smart lighting, lighting quality, home illumination standards, methods and types of lighting, the choice of light source, the control of the electronic home and gives the typical residential lighting technology of every room. At the same time this paper pointed out that in the design of lighting systems, not only need according to the specific occasion to achieve the demand lighting environment, but also should pay attention to energy conservation and green lighting.This paper makes an analysis on the control theory and the advantages and disadvantages of the existing smart lighting. It designs the electronic home lighting systems and introduces the method of the software system and hardware system in designing. The controller of this system uses AT89S51 and makes program with C language. It uses the photodiode to detect light and make a dimming in the PWM way.At the same time it designs a plus and minus 12-volt DC power supply. In the specific design of hardware this paper mainly designs for lighting detection, display and some compensation. After commissioning, the design can completely realize the function of system. Furthermore, it reserves the RS232 interface，make the space for the using digital networks in future.Key words: intelligent home; lighting control technology; light environment; lighting quality; lighting detection; light compensation智能家居照明控制系统毕业设计论文目录引言 (1)1 绪论 (2)1.1 智能家居的概念 (2)1.2 智能家居照明的发展概况 (1)1.3 智能照明控制系统的优势 (1)1.4 现有智能照明控制系统的分析 (4)1.5 本课题的研究意义 (4)1.6 本文的主要研究内容 (5)2 智能家居的照明设计 (6)2.1 智能照明的基本概念 (6)2.1.1 人类的视觉特性 (6)2.1.2光照度及其单位 (7)2.2 照明质量 (8)2.3 家居照度标准 (8)2.4 照明方式和种类 (9)2.4.1 照明方式 (9)2.4.2照明方式的确定 (9)2.4.3照明的种类 (10)2.5 电光源的选择 (10)2.6 智能照明控制系统的控制方式 (12)2.6.1 开环控制 (12)2.6.2闭环控制 (13)2.6.3应急照明控制 (13)2.7 智能家居照明控制系统设计 (14)2.7.1系统的基本功能 (14)2.7.2系统的基本结构 (14)2.7.3 各个房间的照明设计及要求 (15)3 智能家居照明控制系统硬件电路设计 (18)3.1 主要元器件的选取 (18)3.1.1控制器的选择 (18)3.1.2显示器件的选择 (18)3.1.3光照度检测元件的选择 (19)智能家居照明控制系统毕业设计论文3.2电源电路设计 (20)3.3主控制电路设计 (20)3.4数据采集及处理电路 (22)3.4.1数据采集电路 (22)3.4.2AD转换电路 (23)3.5显示电路设计 (25)3.6照度补偿电路设计 (26)3.7调光电路 (26)3.8串行接口电路设计 (27)4 智能家居照明控制系统软件设计 (29)4.1 结构设计 (29)4.2 流程图 (29)4.2.1主程序 (29)4.2.2显示子程序 (30)5 实验与调试 (31)5.1 实验模拟装置的制作 (31)5.2实验模拟装置的调试 (31)6 结论与展望 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)附录 (35)引言我国是一个人口众多的、资源相对不足的国家，发展节约型、创新型社会是我国的一项长期基本国策,在现续代化建设中必须实施可持发展战略。
基于人工智能的智能家居照明控制系统设计
基于人工智能的智能家居照明控制系统设计一、引言人工智能技术的飞速发展，已经渗透到了我们生活的各个方面。
智能家居作为人工智能技术的重要应用之一，已经成为很多人生活的一部分。
其中，智能家居照明控制系统又是智能家居的一个重要组成部分。
本文将以基于人工智能的智能家居照明控制系统设计为主题，介绍了该系统的设计思路、功能实现和应用效果。
二、设计思路基于人工智能的智能家居照明控制系统是通过人工智能技术实现对家庭照明设备的智能控制。
其主要设计思路如下：1. 空间感知模块系统采用相机、声纳、温度传感器等设备，通过获取环境信息，实现对房屋内部、外部空间的感知。
该模块可以获取空间光照、温度等数据，并将数据传输到控制中心。
2. 智能控制模块系统通过聚类分析算法对空间感知模块获取的数据进行处理，确定对不同时间段和功能要求下的照明亮度和色温值。
3. 电动控制模块智能控制模块的结果传输到电动控制模块，控制家居照明设备的亮度、色温等参数。
4. 用户接口模块系统可以实现多种模式和场景模板设定，通过用户接口模块实现远程控制。
用户可以通过手机APP和语音控制实现对家庭照明设备的调节。
三、功能实现基于人工智能的智能家居照明控制系统的功能如下：1. 自动调光根据房间的光照度和使用习惯，自动调整灯光的亮度，达到合适的光照效果。
2. 夜间模式在晚上或睡觉时，自动将灯光调暗或关闭，让家居环境更加舒适。
3. 人体感应在进入房间时自动开启灯光，离开时自动关闭灯光。
4. 多组件传感器集成利用多组件传感器集成，将空间中的温度、光照、湿度等数据进行监测和调整，以实现住房空间的环境自动化优化。
5. 声控模式采用语音识别技术，通过语音控制开关、调光等，实现更加智能化的控制方式。
四、应用效果本系统应用效果良好，在家庭空间自动化控制等方面实现了空前的进步。
通过系统的应用，可以实现智能调光、自动开关、语音控制等功能。
同时，系统还可以实现远程控制的功能，通过APP便可轻松掌控家庭空间的照明控制。
智能照明控制系统设计方案
智能照明控制系统设计方案设计方案一：硬件设备1.灯具：选择高效节能的LED灯作为智能照明控制系统的灯具。
LED 灯具具有高亮度、低能耗和长寿命等优点，符合绿色环保的要求。
2.传感器：安装光照传感器和人体感应传感器，实现自动亮度调节和人体存在时的照明控制。
光照传感器可以感知光照强度，根据环境光照自动调节灯的亮度；人体感应传感器可以感知到人体的存在，当人们进入或离开房间时自动开关灯。
3.无线通信设备：使用Wi-Fi或蓝牙等无线通信技术，实现灯具与智能控制设备（如手机、平板电脑）之间的远程通信和控制。
设计方案二：软件系统1.APP控制：开发一款专门的手机应用程序，通过手机或平板电脑实现对智能照明控制系统的远程控制。
用户可以在手机上设置灯具的开关、亮度、色彩、定时等功能，灵活地满足各种场景需求。
2.智能调光算法：针对不同的光照环境和使用需求，设计智能调光算法，使灯具能够根据光照强度和用户习惯自动调节亮度。
比如，在白天灯具亮度较低，夜晚灯具亮度较高，以提供合适的环境照明。
3.能耗监控：通过对智能照明控制系统的能耗进行实时监控和分析，提供能耗数据报告和建议。
用户可以根据报告进行合理的用电规划和能源节约，达到绿色环保的目的。
设计方案三：系统优化1.场景配置：将不同的照明需求和场景进行配置，如起床模式、工作模式、休息模式等。
用户可以通过选择不同的场景模式，实现自动化的照明控制，提高生活便利性。
2.定时控制：根据用户的生活作息时间，设置定时开关灯功能。
用户可以事先设置开关灯的时间，系统会在设定的时间自动开关灯。
3.系统智能化学习：通过对用户行为的分析和学习，系统可以逐渐了解用户的用光习惯，并根据用户习惯自动化地进行照明控制。
比如，系统可以根据用户在家的时间段和活动频率自动调控照明，一定程度上提高用户的生活舒适度。
总结：智能照明控制系统通过光照传感器、人体感应传感器和APP控制等技术手段，实现了对照明的智能化控制。
智能家居中的照明控制系统设计与实现
智能家居中的照明控制系统设计与实现随着科技的快速发展，智能家居逐渐走进了人们的生活，成为人们日常生活不可或缺的一部分。
而智能家居里的照明控制系统，是智能家居中最为基础，也是最为常见的一部分。
照明控制系统的设计和实现，不仅需要浅显易懂的操作界面和智能化的控制方案，还需要兼顾节能环保、安全实用等方面。
在本文中，将介绍智能家居中照明控制系统的一些基本概念、设计和实现方案。
一、智能家居中照明控制系统的基本概念智能家居中的照明控制系统，主要是运用各种智能控制技术，来实现对家居照明设备的智能化控制。
在智能家居中，照明控制系统的功能除了基本的点亮/熄灭灯光，还包括调节灯光亮度、改变色温、调节灯光光源效果等功能，能够更好地满足用户对家居照明需求的个性化，实现节能环保和提高生活品质的目标。
目前，智能家居中的照明控制系统，主要分为三类：基于无线控制技术、基于有线控制技术、基于远程云端控制技术。
其中，无线控制技术是目前应用最为广泛的一种技术，其主要优势是稳定性高、操作简单、使用的灯具种类多等。
如果按照家居照明场景不同，还可以对照明控制系统进行不同的分类。
例如，按照高度、用途或者不同场景，可以将家居照明分为地面照明、顶灯照明、浴室照明、庭院照明、窗帘照明等多种类型，而照明系统也可以分别进行分段控制。
在照明控制系统的设计和实现方案中，对于不同类型照明的控制，也需要有不同的设计方案。
二、智能家居中照明控制系统的设计和实现方案1. 照明控制系统的网络架构设计智能照明控制系统的网络架构设计，是照明控制系统设计的最基础部分。
通常来说，照明控制系统可以分为三个层次：感知层、传输层和应用层。
其中，感知层主要是指各种照明设备和传感器，传输层主要是指无线通信技术和网络通信技术，应用层则是指控制中心和控制软件等。
在设计架构时，需要合理安排每个层次的功能模块，同时综合考虑网络带宽、传输速率、安全性等因素。
此外，针对不同的控制需求和场景，也应有不同的网络架构设计方案。
智能家居中的照明控制系统设计与实现
智能家居中的照明控制系统设计与实现第一章：引言近年来，智能家居逐渐成为人们生活中不可或缺的一部分。
智能家居中的照明控制系统设计和实现是智能家居中非常重要的一部分。
本文旨在阐述智能家居中的照明控制系统的设计和实现原则，对读者进行介绍和指导。
第二章：智能家居中的照明控制系统概述照明控制系统是智能家居中非常重要的组成部分，它可以进行灯光的开关、亮度、色温等参数的控制。
智能家居照明设计的目标是在保证家居安全和舒适的前提下，为用户提供更方便高效的控制方法。
第三章：智能家居中照明控制系统的设计原则1. 安全、可靠性原则智能家居中的照明控制系统需要非常安全可靠，保证用户的安全和家居设备受到妥善控制。
2. 方便、易用性原则智能家居中的照明控制系统需要方便易用，提高用户使用的效率和便利性。
3. 综合化设计原则智能家居中的照明控制系统要与整个系统相互配合，紧密结合房屋建筑设计，实现最佳的照明效果，达到系统整体化且更加完美的效果。
4. 适用性原则照明控制系统的设计需要满足不同用户不同场景的需求，例如在客厅观影和家庭办公场景中，需要满足不同的照明需求。
第四章：智能家居中照明控制系统的实现方法1. 声控照明系统声控照明系统可根据用户的声音进行控制，用户无需操作手机等设备，轻松实现灯光的开关和亮度调节。
目前市场上已经有很多的产品可以实现声控照明控制，例如，小爱同学、天猫精灵、语音助手等等。
2. 手机APP控制手机APP控制是智能家居中广泛应用的一种照明控制方式。
智能家居品牌通常都提供APP供用户下载，用户可根据需要进行灯光的开关、调节亮度、色温等参数的调节。
通过智能设备连接家庭WIFI，APP即可快速实现照明控制。
3. 传感器照明系统传感器照明系统可根据人的运动或者感应环境中的温度、光线等来自动控制灯光的开关和亮度调节。
当用户在灯光控制范围内活动时，灯光自动开启，并根据用户的位置和灯光亮度的位置自动调节。
4. 智能音乐照明系统智能音乐照明系统是一种新型的控制方式，通过与智能音乐平台及智能家居照明平台进行联动，使用户可以根据音乐来调控灯光色调、亮度的变化。
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3 智能家居照明控制系统硬件电路设计家居照明控制系统的智能化主要体现在两大功能模块上，一个是智能调光装置，另一个就是光照度的检测、显示及补偿装置。
下面主要就这两方面来介绍智能照明系统的硬件设计，但这里要特殊申明的是，由于各种原因在硬件的具体制作与实验方面，本人只制作了照度检测、显示及补偿的演示装置。
3.1 主要元器件的选取3.1.1控制器的选择硬件设计过程中控制器是系统的核心部分，它能够控制系统的信号的采集及处理功能，它的性能的好坏决定着系统设计的成败与否，因此，必须对主控制器从功能和应用性能进行选择。
可选用控制器主要有可编程控制器(PLC)、单片机两类，它们各有自己的有缺点。
可编程控制器（PLC)是专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，、用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。
它的主要功能是逻辑控制、定时控制、计数控制、步进控制、PID 控制、数据控制、通信和联网等。
因此它的抗干扰能力强，工作可靠，但其无法读取外部存储器的数据。
而本文智能家居照明控制系统要实现对照明的人性化管理，也就是根据人的控制输入出现相应的照明场景和自动执行相应控制输出相结合，具备很大的灵活性。
方便修改相应的场景参数，易于功能扩展，还可以与PC机以及与其它单片机进行通信。
由于单片机技术在各个领域得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机。
而单片机的设计在满足大多数测控参数对数据处理速度和数据容量相对要求不高的前提下，大力发展了其控制功能和控制运行的可靠性，因而更适合于检测、控制型应用场合。
本系统并不需要进行复杂数学模型的计算工作，数据容量也不多，非常适合使用单片机作为本系统的微处理器。
而在单片机家族的众多成员中，AT89系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。
目前，可用于AT89系列单片机开发的硬件越来越多，与其配套的各类开发系统、各种软件也日趋完善，因此，可以极方便地利用现有资源，开发出用于不同目的的各类应用系统。
由于AT89S51单片机是在8031的基础上推出的增强型产品，并提高了芯片的集成度，因此在性能上大为提高，增加了多种片内硬件功能，并扩展了功能单元的种类和数量。
通过以上分析，最终选择AT89S51作为本系统的主控器。
3.1.2显示器件的选择显示主要有LCD显示和LED显示两种。
液晶显示器(LCD)是一种低功耗的显示器件，在袖珍式仪表或低功耗应用系统中有广泛的应用。
液晶显示器有标准段式液晶显示器、字符点阵液晶显示器和全点阵图形液晶显示器三种。
液晶本身并不发光，而是借助自然光或外来光源显示数码，它的优点是工作电压低，耗电极省、成本低。
LED显示器是由发光二极管显示字段组成的显示器，有7段和“米”字段之分。
这种显示器有共阴极和共阳极两种。
显示器有静态显示和动态显示两种。
静态显示是使需要显示的字符的各字段连续通以电流，因而所显示的字段连续发光。
动态显示是使所需要显示的各字段断续通以电流，因而其发光是不连续的。
对于本系统考虑成本及需求等方面，选择LED数码管显示。
3.1.3光照度检测元件的选择光敏电阻在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。
这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。
光敏电阻器是利用半导体的光电导效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器，又称为光电导探测器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。
光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4~0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。
/link?url=g4V__kyZ0Ounwp_BxRktav6_ZEKHGJQ NBi8NJzy-v4jmtOtydMZ_y3gLlhenuYeb光照度检测元件有光敏电阻、光敏三极管、光敏二极管等三种光敏元件。
使用光敏电阻作为光照度的检测元件，光敏电阻器由能透光的半导体光电晶体构成，因半导体光电晶体成分不同，又分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、和紫外光光敏电阻。
当敏感波长的光照半导体光电晶体表面，晶体内载流子增加，使其电导率增加（即电阻减小）。
值得注意的是，光敏电阻的光照特性（随光照强度变化的特性）、温度系数（随温度变化的特性）、伏安特性线性度不好，所以选择光敏电阻作为本次实验的光照度检测元件不是很适合。
使用光敏三极管作为光照度的检测元件，光敏三极管和普通三极管的结构相类似。
不同之处是光敏三极管必须有一个对光敏感的PN结作为感光面，一般用集电结作为受光结，因此，光敏三极管实质上是一种相当于在基极和集电极之间接有光敏二极管的普通三极管。
当人射光子在基区及集电区被吸收而产生电子一空穴对时，便形成光生电压。
由此产生的光生电流由基极进入发射极，从而在集电极回路中得到一个放大了β倍的信号电流。
因此，光敏三极管是一种相当干将基极、集电极光敏二极管的电流加以放大的普通晶体管放大。
但结构原因使结电容加大，响应特性变坏。
所以选择光敏电阻作为本次实验的光照度检测元件也不合适。
使用光敏二极管作为光照度的检测元件，光敏二极管是利用半导体材料的光特性实现二极管的开关功能，光敏二极管和普通二极管相比虽然都属于单向导电的非线性半导体器件，但在结构上有其特殊的地方。
光敏二极管使用时要反向接入电路中，即正极接电源负极，负极接电源正极。
根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。
此时，如果无光照射PN 结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持不变，在光敏二极管中称为暗电流。
当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反向电流称为光电流。
不同波长的光（蓝光、红光、红外光）在光敏二极管不同区域被吸收形成光电流。
光敏二极管和光敏三极管是光电转换半导体器件，与光敏电阻器相比具有灵敏度高、高频性能好，可靠性好、体积小、使用方便等优点。
正因为这些特点本系统主要选择光敏二极管作为光照度检测元件。
3.2电源电路设计本系统主要采用＋-12V电源和+5V电源，电路图如图3-1所示：图3-1 电源电路3.3主控制电路设计/link?url=fh3xbmSnq6zcxCUSehb7pkm7fNAP7t-bYiE3o _LrvR590L3oTTAcqoD1hoY9G6mChO6nHdB5aYxA6Qg0hpF-I_AT89S51的RST引脚为复位引脚，只要在RST引脚上出现两个机器周期以上的高电平，即可实现复位。
本设计采用的是按键复位，如图3-2所示，当按下按键后，电容被短路，RST引脚就处于高电平，就可以达到复位的目的。
图3-2 复位电路AT89S51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式。
内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定。
在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器(简称晶振)，就构成了内部振荡方式。
由于单片机内部有一个高增益反相放大器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
内部振荡方式的外部电路如下图3-3所示。
图中，两个电容起稳定振荡频率、快速起振的作用，其电容值一般在20-30pF。
晶振频率的典型值为6MHz或12MHz，设计中电容取30pF，晶振为12MHz。
图3-3 晶振电路本设计中单片机的各管脚的控制功能阐述如下：⑴P0口是一组双向I/O端口，它分时提供低8位地址和8位双向数据。
在设计中P0.0～P0.7接上发光二极管后与八个上拉电阻相连，用于模拟照度补偿。
⑵P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
本设计中P1口与两个LED数码管相接，构成光照度显示部分。
图3-4 主控制电路⑶P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
设计中，P2.2-P2.4用于外接A/D转换芯片,P2.0和P2.1用于三极管的驱动，P2.5用于采用PWM方式调光，P2.6和P2.7用于实现手动与自动切换及手动调光功能。
⑷P3口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
在整个系统中，这8个引脚还具有专门的第二功能。
本设计中用到P3.0和P3.1作为串口输出，RXD与TXD 与电平转换芯片MAX232相连，信号经过电平转换后在PC机连接，通过光照度监控系统对光照度进行计算机监控。
具体见上图3-4所示。
3.4数据采集及处理电路3.4.1数据采集电路本设计中选择光敏二极管作为光照检测元件，具体电路如图3-5所示：由图可知，为了将电流信号转换成电压信号，这里采用了反相比例运算。
即out in F V I R =-• 或 out in F V I R =- (3-1) 其中：out V ——输出电压；in I ——光敏二极管的光电流；F R ——反馈电阻，这里(23F R R R =+)。
若标定好光敏二极管的输出电流是每一百勒克斯为0.55μA，此时若运算放大器（OP07）的反馈电阻F R 取为180 kΩ，那么就可以得到1 m A /lx 的灵敏度，对于灵敏度的分散性，可以用电位器R3进行调整。
图中的电容的作用是将电灯光的明暗闪烁进行平均，使得输出不产生闪烁的现象，每lx 的光产生的输入电流为：（3-2） 此时：（3-3）即每lx 的光就可以得到1 mV 的输出电压。
图3-5 数据采集电路3.4.2AD 转换电路/view/.htm?fr=wordsearch模数转换芯片采用ADC0832，接收经过运算放大器处理后的光照度的检测值，经过ADC0832处理后送单片机进行数据处理。
ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D 转换芯片。
由于它体积小，兼容性强，目前已经有很高的普及率。
ADC0832具有一下特点：• 8位分辨率； 0.55100uA I lx =0.55180 1.0100out F uA V I R K mV lx =•=•=•双通道A/D转换；•输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；• 5V电源供电时输入电压在0～5V之间；•工作频率为250KHZ，转换时间为32uS；•一般功耗仅为15mV；• 8P、14P—DIP(双列直插)、PICC多种封装；•商用级芯片温宽为0o c～+70o c，工业级芯片温宽为-40o c～+85o c。
其封装图如下图3-6所示:()VCC VREFCLK1图3-6 ADC0832封装图芯片接口说明：•CS片选使能，低电平芯片使能；• CH0 输入通道0，或作为IN+/-使用；• CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用；• GND 芯片参考0电位；• DI 数据信号输入，选择通道控制；• DO 数据信号输出，转换数据输出；• CLK 芯片时钟输入；• VCC 电源输入及参考电压输入（复用）。