光照强度检测装置

课程设计Ⅳ

题目光照强度检测装置

学生姓名学号

所在学院

专业班级

指导教师 __ 完成地点

合作者

2014年1 月5 日

目录

1.课题的意义、目的 (4)

1.1课题的意义4

1.2课程设计目的4

2.光照检测装置硬件电路设计 (6)

2.1总体方案设计6

2.2 单片机的选择6

2.3单元电路的设计7

2.3.1光敏电阻电路7

2.3.2晶振电路和复位电路8

2.3.3数模转换电路8

2.3.4报警电路9

2.3.5显示电路9

3.光照检测装置软件设计 (10)

3.1软件主程序1

3.2 显示程序11

3.3 报警程序12

4.电路仿真调试 (13)

5.总结与心得 (14)

附录 (14)

源程序 (15)

摘要

该数字式光照强度检测仪以STC89C52单片机和模数转换为技术核心，具体由单片机最小系统、A/D模数转换模块、光照强度检测模块、输出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模块和数模转换芯片依次测量不同的光照强度,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，过低或者过高将会使报警电路蜂鸣。总之,通过对电路的设计和实际装调,最终基本实现了基于单片机的数字式光照强度检测仪的整体功能,可显示最大光照强度。

关键字：STC89C52单片机：模数转换；光敏电阻；报警

1.课题的意义、目的

1.1课题的意义

本系统是一个基于单片机的数字式光照检测仪，通过数码管显示光度。以89C52单片机为核心，控制A/D芯片采集数据，辅以数码管、数据选择器等器件，实现功能。

本系统采用光敏电阻采集光照强度信息。光照强度直接反映在光敏电电阻阻值上，进而反映在光敏电阻两端的电压值上。然后通过单片机控制A/D模数转换对电压信号进行采集,经换算后通过数码管显示光强强度。

本设计适当地利用了光敏电阻的特性以及单片机的强大的运算控制功能，实现了光照强度的检测，并在数码管上显示。本系统充分利用了现有资源，结构合理，性能稳定，成本低，满足题目要求。

加强对单片机的学习和认识，正确运用所学单片机的理论知识，将理论与实际相结合，单片机在我们的生活中得到越来越广泛的应用，单片机注定影响一个时代，只要存在计算机的地方就会有他的存在，学好单片机对今后的学习与工作有很多益处。

1.2课程设计目的

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。设计目的如下：

1.对于光照强度的检测结果能够处理后在液晶屏上显示（光照过强、光照强、光照一般、光照弱）；

2.当光强太弱或者太强的时候，系统报警。操控简易实用

2.光照检测装置硬件电路设计

2.1总体方案设计

总体设计方框图

设计原理

光敏电阻在不同光照下的不同阻值通过数模转换和单片机处理用数字表示出光照强弱的区别，当光照过强或者过弱时会触发警报。

总体上来说,本方案电路结构简单、所用元器件供给充足、成本造价低、性能稳定且误差范围也在设计选题的要求之内,能在简单低成本的基础上很好的完成设计选题的任务,故实验中采用本方案。

2.2 单片机的选择

本次课设选用的是STC89C52单片机，它是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51

内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，

512字节RAM，32 位I/O 口线，

/view/1313309.htm内置4KB

EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数

器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼

容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。

另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2

种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工

作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工

作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被

冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬

件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

STC89C52单片机引脚图

2.3单元电路的设计

2.3.1光敏电阻电路

光敏电阻又称光导管,常用的制作材料

为硫化镉,另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫

化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长

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。光敏电阻的工作原理是基

于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上

电极引线,将其封装在带有透明窗的管壳里

就构成光敏电阻,为了增加灵敏度,两电极常做成梳状。

在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压,其中便有电流通过,受到适当波长的光线照射时,电流就会随光强的增加而变大,从而实现光电转换。光敏电阻的入射光强,电阻减小；入射光弱,电阻增大。