數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)PPT課件

1、1. 光敏電阻的工作原理及結(jié)構(gòu)當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值(暗電阻)很大，電路中電流很小 當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻值(亮電阻)急劇減少，電流迅速增加第1頁(yè)/共26頁(yè)光敏電阻的結(jié)構(gòu) 1.玻璃 2.光電導(dǎo)層 3.電極 4.絕緣襯底 5.金屬殼 6.黑色絕緣玻璃 7.引線光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響，因此要將光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在帶有玻璃的殼體中。第2頁(yè)/共26頁(yè)半導(dǎo)體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，只限于光照的表面薄層。光敏電阻的電極一般采用梳狀，提高了光敏電阻的靈敏度。靈敏度高，光譜特性好，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定 梳狀電極 第3頁(yè)/共26頁(yè)（1）暗電阻和暗電流 光敏電阻在室溫條

2、件下，在全暗后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間測(cè)量的電阻值，稱為暗電阻。此時(shí)流過(guò)的電流，稱為暗電流。 （2）亮電阻 光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。 （3）光電流 亮電流與暗電流之差，稱為光電流。2 光敏電阻的主要參數(shù)第4頁(yè)/共26頁(yè)（1）伏安特性 （2）光照特性（3）光譜特性（4）響應(yīng)時(shí)間和頻率特性（5）溫度特性3光敏電阻的基本特性第5頁(yè)/共26頁(yè)（1）伏安特性 在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與光電流之間的關(guān)系 在給定的偏壓情況下，光照度越大，光電流也就越大；在一定光照度下，加的電壓越大，光電流越大，沒(méi)有飽和現(xiàn)象。光敏電阻的最高工作電壓是由耗散功率決定的，耗散功

3、率又和面積以及散熱條件等因素有關(guān)。第6頁(yè)/共26頁(yè) （2）光照特性 n光敏電阻的光電流與光強(qiáng)之間的關(guān)系 由于光敏電阻的光照特性呈非線性，因此不宜作為測(cè)量元件，一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用作開(kāi)關(guān)式光電信號(hào)傳感元件。 第7頁(yè)/共26頁(yè) （4）響應(yīng)時(shí)間和頻率特性 光電導(dǎo)的弛豫現(xiàn)象：光電流的變化對(duì)于光的變化，在時(shí)間上有一個(gè)滯后。 通常用響應(yīng)時(shí)間t表示。 第8頁(yè)/共26頁(yè)光敏電阻圖示第9頁(yè)/共26頁(yè)光敏電阻演示光敏電阻演示 當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子空穴對(duì)增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）第10頁(yè)/共26頁(yè)光照強(qiáng)度的測(cè)定 照度是反映光照強(qiáng)度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度

4、的單位是每平方米的流明（Lm）數(shù)，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的單位，其定義是純鉑在熔化溫度（約1770）時(shí)，其1/60平方米的表面面積于1球面度的立體角內(nèi)所輻射的光量。n1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度,夏日陽(yáng)光下為100，000LUX；陰天室外為10000LUX；室內(nèi)日光燈為100LUX；距60W臺(tái)燈60CM桌面為300LUX；黃昏室內(nèi)為10LUX；夜間路燈為0.1LUX。第11頁(yè)/共26頁(yè)AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊 所謂A/D 轉(zhuǎn)換器就是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter 簡(jiǎn)稱ADC）是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)

5、字信號(hào)。第12頁(yè)/共26頁(yè)A/D電路的設(shè)計(jì)ADC0804ADC0804數(shù)據(jù)線讀寫控制片選時(shí)鐘輸入中斷申請(qǐng)模擬輸入?yún)⒖茧妷旱?3頁(yè)/共26頁(yè)(二) 典型ADC芯片 ADC08041234567891020191817161514131211ADC0804引腳圖CSRDWRCLKININTRVIN（+）VIN（-）VREFDGNDVccCLKRDB0DB2DB3DB4DB5DB7AGND/2DB1DB61、引腳圖信號(hào)：u（1） DB7DB0：數(shù)據(jù)線，三態(tài)，輸出，可直接接總線。u（2）啟動(dòng)： WRCS 啟動(dòng)ADC，同時(shí)清狀態(tài)INTR.u（3）狀態(tài)：INTR 轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出低電平。u（4）讀數(shù)據(jù)：RD

6、CS 打開(kāi)三態(tài)門讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)清狀態(tài)。第14頁(yè)/共26頁(yè)R10KC150PfCLK=11.1RC=600KHz2、片內(nèi)時(shí)鐘電路第15頁(yè)/共26頁(yè)數(shù)據(jù)CSWRINTRRDDB轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)序圖3、接口時(shí)序及接口信號(hào)第16頁(yè)/共26頁(yè)任務(wù)及要求： 結(jié)合單片機(jī)最小電路和光敏電阻電路共同設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，用數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度。還可以設(shè)置多個(gè)不同方向的光敏電阻，通過(guò)計(jì)算它們的光照強(qiáng)度運(yùn)用比較器以確定當(dāng)前的光照方向。 1、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 2、焊接調(diào)試光敏電阻網(wǎng)絡(luò)。 3、焊接調(diào)試AD電路，標(biāo)定光照強(qiáng)度基本單位 4、編寫單片機(jī)程序，將獲得的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光照強(qiáng)度單位下的數(shù)值，并用數(shù)碼管顯示。（晚間實(shí)驗(yàn)室日光燈為400LUX ） 5、通過(guò)比較不同方向測(cè)得的光強(qiáng)數(shù)值判斷光照方向，在數(shù)碼管上顯示其方向。第17頁(yè)/共26頁(yè)實(shí)驗(yàn)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)通信模塊(用于下載stc單片機(jī))ADC0804模塊光敏輸出及比較電路數(shù)碼管顯示電路第18頁(yè)/共26頁(yè)第19頁(yè)/共26頁(yè)第20頁(yè)/共26頁(yè)ADC0804電路