光功率測試儀原理及設(shè)計

1、功率型LED光功率測試儀設(shè)計功率型LED光功率測試儀是用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。通過測量發(fā)射端機(jī)的絕對功率，一臺功率型LED光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。用光功率計與穩(wěn)定功率型LED組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。功率型LED光功率測試儀具有超寬的光功率測試范圍、精準(zhǔn)的測試精度和超常的使用壽命。目前，日本安騰公司生產(chǎn)的AQ-1112B型，測量精度高，可達(dá)正負(fù)2%以內(nèi)，但靈敏度較低;本設(shè)計采用光敏電阻達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的，利用高精度單片機(jī)STC12C5A60S2作數(shù)據(jù)處理和顯示，精確度很高，可達(dá)到正負(fù)1%以內(nèi)。關(guān)鍵詞：LED，光功率，

2、測試儀目 錄摘 要IABSTRACTII1 緒論11.1 意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r11.3 設(shè)計內(nèi)容12 光度學(xué)理論基礎(chǔ)22.1 定義及應(yīng)用22.2 光學(xué)量22.2.1 光通量22.2.2 發(fā)光強(qiáng)度42.2.3 光亮度52.2.4 光出射度62.2.5 光照度63 系統(tǒng)設(shè)計73.1 系統(tǒng)設(shè)計73.2 硬件設(shè)計7 LED光源部分7光電轉(zhuǎn)換部分9 A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理部分11顯示部分14硬件總圖143.3 軟件設(shè)計163.3.1 主流程163.3.2 A/D流程163.3.3 程序174 測試結(jié)果與分析214.1 理論數(shù)據(jù)表214.2 結(jié)果分析215 總結(jié)22致 謝23參考文獻(xiàn)241 緒論1.

3、1 意義功率型LED光功率測試儀是用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。通過測量發(fā)射端機(jī)的絕對功率，一臺功率型LED光功率計就能夠評價光端設(shè)備的性能。用光功率計與穩(wěn)定功率型LED組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性并幫助評估光纖鏈路傳輸質(zhì)量。功率型LED光功率測試儀具有超寬的光功率測試范圍、精準(zhǔn)的測試精度和超常的使用壽命。1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r目前，測量光功率的方法有熱學(xué)法和光學(xué)法。熱學(xué)法在波長特性，測量精度等方面較好，但響應(yīng)速度慢，靈敏度低，設(shè)備體積大。光學(xué)法有較快的響應(yīng)速度，良好的線性特性而且靈敏度高，測量范圍大但其波長特性和測量精度方面不如熱學(xué)法。因此，根據(jù)熱學(xué)法制成的光

4、功率計一般均為標(biāo)準(zhǔn)光功率計，做的比較好的是日本安騰公司生產(chǎn)的AQ-1112B型，它的傳感器采用熱電堆，測量精度高，可達(dá)正負(fù)2%以內(nèi)，但靈敏度較低，只能測量10uW以上的光功率。1.3 設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計采用光敏電阻達(dá)到光電轉(zhuǎn)換的目的，利用高精度單片機(jī)STC12C5A60S2作數(shù)據(jù)處理和顯示，該單片機(jī)集成八通道A/D轉(zhuǎn)換器，精確度很高，可達(dá)到正負(fù)1%以內(nèi)，顯示部分采用四位一體的七段碼共陰數(shù)碼管，使得硬件電路簡單，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠且高精度的目的。2 光度學(xué)理論基礎(chǔ)2.1 定義及應(yīng)用光度學(xué)是1760年由朗伯建立的，且定義了光通量、發(fā)光強(qiáng)度、照度、亮度等主要光學(xué)光度學(xué)參量，并用數(shù)學(xué)闡明了它們之間的關(guān)系和

5、光度學(xué)幾個重要定律，如照度的疊加性定律、距離平方比定律、照度的余弦定律等，這些定律一直沒用至今，實(shí)踐已證明是正確的。 在可見光波段內(nèi)，考慮到人眼的主觀因素后的相應(yīng)計量學(xué)科稱為光度學(xué)。光度學(xué)除了要定義一些物理量并確定相應(yīng)的測量單位外，還要研究測量儀器的設(shè)計、制造和測量方法。對各種光源進(jìn)行光度的特性測量廣泛應(yīng)用于光學(xué)工業(yè)、照明工業(yè)、遙感遙測、色度學(xué)和大氣光學(xué)等領(lǐng)域。對各種光敏和熱敏探測器也需要運(yùn)用光度的測量技術(shù)來確定其靈敏度及響應(yīng)特性。2.2 光學(xué)量 光度學(xué)是研究光度測量的一門科學(xué)，光度量是光輻射能為平均人眼接受所引起的視覺刺激大小的度量。光度量是具有標(biāo)準(zhǔn)人眼視覺特性的人眼所能接收到輻射能的度量。

6、光度學(xué)通常引進(jìn)下述光學(xué)量來進(jìn)行描述：2.2.1 光通量在光度學(xué)中，光通量明確的被定義為能夠被人的視覺系統(tǒng)所感受到的那部分光輻射功率的大小的度量。 輻射通量以光譜光視函數(shù)V（）（即視見函數(shù)，見可見光）為權(quán)重因子的對應(yīng)量。設(shè)波長為的光的輻射通量為e（）。對應(yīng)的光通量為 v（）=Km * V（）*e（） （2-1） 式中Km為比例系數(shù)，是波長為555nm的光譜光視效能，也叫最大光譜光視效能，由e和v的單位決定。光通量的SI單位為流明，Km683lm/W。復(fù)色光的光通量需對所有波長的光通量求和。這個量是對光源而言，是描述光源發(fā)光總量的大小的，與光功率等價。光源的光通量越大，則發(fā)出的光線越多。對于各向同

7、性的光（即光源的光線向四面八方以相同的密度發(fā)射），則 F = 4I。也就是說，若光源的I為1cd，則總光通量為4 =12.56lm。與力學(xué)的單位比較，光通量相當(dāng)于壓力，而發(fā)光強(qiáng)度相當(dāng)于壓強(qiáng)。要想被照射點(diǎn)看起來更亮，我們不僅要提高光通量，而且要增大會聚的手段，實(shí)際上就是減少面積，這樣才能得到更大的強(qiáng)度。要知道，光通量也是人為量，對于其它動物可能就不一樣的，更不是完全自然的東西，因?yàn)檫@種定義完全是根據(jù)人眼對光的響應(yīng)而來的。人眼對不同顏色的光的感覺是不同的，此感覺決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長為555nm

8、的光，為683lm。這個是最大的光轉(zhuǎn)換效率，也是定標(biāo)值，因?yàn)槿搜蹖?55nm的光最敏感。對于其它顏色的光，比如650nm的紅色，1W的光僅相當(dāng)于73流明，這是因?yàn)槿搜蹖t光不敏感的原因。對于白色光，要看情況了，因?yàn)楹芏嗖煌墓庾V結(jié)構(gòu)的光都是白色的。例如LED的白光、電視上的白光以及日光就差別很大，光譜不同。圖2-1為人眼對不同顏色光的相對響應(yīng)曲線，主線為正常的明視覺，左邊的曲線是暗視覺曲線（比較暗的場合下）由圖2-1可知，人眼對不同顏色的光的感覺是不同的，此感覺決定了光通量與光功率的換算關(guān)系。對于人眼最敏感的555nm的黃綠光，1W = 683 lm，也就是說，1W的功率全部轉(zhuǎn)換成波長為555

9、nm的光，為683lm。至于電光源的發(fā)光效率，是另外一個相關(guān)的話題，是說1W的電功率到底能轉(zhuǎn)化成多少光通量。如果全部轉(zhuǎn)換成555nm的光，那就是每瓦683lm。但如果有一半轉(zhuǎn)換成555nm的光，另一半變成熱量損失了，那效率就是每瓦341.5lm。白熾燈能達(dá)到1W=20 lm就很不錯了，其余的都成為熱量或紅外線了。測量一個不規(guī)則發(fā)光體的光通量，要用到積分球，比較專業(yè)而復(fù)雜。積分球的基本工作原理如下圖2-2所示：光線由輸入孔入射后，光線在球內(nèi)部被均勻的反射及漫射，在球面上形成均勻的光強(qiáng)分布，因此輸出孔所得到的光線為非常均勻的漫射光束。而且入射光之入射角度、空間分布、以及極性都不會對輸出的光束強(qiáng)度和

10、均勻度造成影響。同時因?yàn)楣饩€經(jīng)過積分球內(nèi)部的均勻分布后才射出，因此積分球也可當(dāng)作一個光強(qiáng)衰減器，輸出強(qiáng)度與輸入強(qiáng)度比大約約為：光輸出孔面積/積分球內(nèi)部的表面積。 圖2-2 積分球工作原理常見發(fā)光的大致效率（lm/W）白熾燈，15白色LED，20日光燈，50太陽，94鈉燈，1202.2.2 發(fā)光強(qiáng)度點(diǎn)光源在某方向上單位立體角內(nèi)的光通量，記作Iv，即 （2-2）發(fā)光強(qiáng)度的SI單位為坎德拉，是光度學(xué)中的基本單位，1979年第十六屆國際大會通過的坎德拉的定義為：坎德拉是發(fā)出頻率為540×1012赫茲的單色輻射源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該方向上的輻射強(qiáng)度為1683瓦球面度。發(fā)光強(qiáng)度是針對點(diǎn)光源

11、而言的，或者發(fā)光體的大小與照射距離相比比較小的場合。這個量是表明發(fā)光體在空間發(fā)射的會聚能力的?？梢哉f，發(fā)光強(qiáng)度就是描述了光源到底有多“亮”，因?yàn)樗枪夤β逝c會聚能力的一個共同的描述。發(fā)光強(qiáng)度越大，光源看起來就越亮，同時在相同條件下被該光源照射后的物體也就越亮，因此，早些時候描述手電都用這個參數(shù)?，F(xiàn)在LED也用這個單位來描述，比如某LED是15000的，單位是mcd，1000mcd=1cd，因此15000mcd就是15cd。之所以LED用毫cd（mcd）而不直接用cd來表示，是因?yàn)橐郧白钤鏛ED比較暗，比如1984年標(biāo)準(zhǔn)5mm的LED其發(fā)光強(qiáng)度才0.005cd，因此才用mcd表示，現(xiàn)在LED都很

12、厲害了，但還是沿用原來的說法。用發(fā)光強(qiáng)度來表示“亮度”的缺點(diǎn)是，如果管芯完全一樣的兩個LED，會聚程度好的發(fā)光強(qiáng)度就高。因此，購買LED的時候不要一味追求高I值，還要看照射角度。很多高I值的LED并非提高自身的發(fā)射效率來達(dá)到，而是把鏡頭加長照射角度變窄來實(shí)現(xiàn)的，這盡管對LED手電有用，但可觀察角度也受限。另外，同樣的管芯LED，直徑5mm的I值就比3mm的大一倍多，但只有直徑10mm的1/4，因?yàn)橥哥R越大會聚特性就越好。常見光源發(fā)光強(qiáng)度（cd）：太陽，2.8E27高亮手電，100005mm超高亮LED，152.2.3 光亮度它表示單位面積上發(fā)光強(qiáng)度。輻射亮度的光度學(xué)對應(yīng)量，其定義為： （2-3

13、）式中dS為面光源上的面積元，為面元法線與觀察方向間的夾角，dIv是面元在觀察方向的發(fā)光強(qiáng)度。光亮度的SI單位為坎德拉。光亮度的其他常用單位有熙提和朗伯。光亮度一般隨觀察方向而變，若一輻射體的光亮度是與方向無關(guān)的常量，則其發(fā)光強(qiáng)度與cos成正比，此規(guī)律稱為朗伯定律，這種輻射體稱為朗伯輻射體或余弦輻射體。黑體是理想的余弦輻射體。亮度是針對光源而言，而且不是對點(diǎn)光源，是對面光源而言的。無論是主動發(fā)光的還是被動（反射）發(fā)光的。亮度是一塊比較小的面積看起來到底有多 “亮”的意思。這個多“亮”，與取多少面積無關(guān)，但為了均勻，我們把面積取得比較小，因此才會出現(xiàn)“這一點(diǎn)的亮度”這樣的說法。事實(shí)上，點(diǎn)光源是沒

14、有亮度概念的。另外，發(fā)光面的亮度與距離無關(guān)，但與觀察者的方向有關(guān)。說一個手電很“亮”，并不是說該手電的亮度高（因?yàn)槭蛛娛菦]有亮度概念的），而是說其發(fā)光強(qiáng)度大，或者是說被它照射的物體亮。說一個星星（點(diǎn)光源）很亮，并非是說其亮度高，而是說其星等高而已。亮度不僅取決于光源的光通量，更取決于等價發(fā)光面積和發(fā)射的會聚程度。比如激光指示器，盡管其功率很小，但可會聚程度非常高，因此亮度非常高。常見發(fā)光體的亮度（尼特）：紅色激光指示器，20,000,000,000太陽表面，2,000,000,000白熾燈燈絲，10,000,000陽光下的白紙，30,000人眼能習(xí)慣的亮度，3,000滿月表面，2,500人眼能

15、比較好的分辨出顏色的亮度，1滿月下的白紙，0.07無月夜空，0.0001 光出射度從光源單位表面積發(fā)出的光通量，用Mv表示。漫反射面受光照后，其光出射度與光照度成正比，比例系數(shù)小于1，稱漫反射系數(shù)。 （2-4）式中dA表示光源的微發(fā)光面積，dv表示光源的微光通量。光出射度是表征光源自身性質(zhì)的一個物理量。光源的光通量除以光源的面積就得到光源的光出射度值。光出射度用lm/表示，但與照度測試和lx不同，光出射度中的面積是指光源的面積，而不是被照射的面積。2.2.5 光照度 1lm的光通量均勻分布到1的表面上所產(chǎn)生的就是光照度，用Ev表示。光照度是相對被照地點(diǎn)而言的，但又與被照物體無關(guān)。微面上的光照度

16、Ev可以用下式表示 （2-5）式中dA表示光源的微發(fā)光面積，dv表示光源的微光通量,其單位是勒克斯（lx）。1lx=1lm/。常見照度（勒克斯）：陽光直射（正午）下，110，000陰天室外，1000商場內(nèi)，500陰天有窗室內(nèi)，100普通房間燈光下，100滿月照射下，0.23 系統(tǒng)設(shè)計3.1 系統(tǒng)設(shè)計本設(shè)計的系統(tǒng)主要有五大部分組成，它們是光源部分、光電轉(zhuǎn)換部分、A/D轉(zhuǎn)換部分、數(shù)據(jù)處理部分以及顯示部分9。其電路結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖3-1 系統(tǒng)框圖光源部分，本設(shè)計采用功率為1W的LED燈作為光源以及測量其光功率，通過積分球測量其標(biāo)準(zhǔn)光功率為90lm左右，本設(shè)計就是要測量其光功率，然后與標(biāo)準(zhǔn)值相

17、比較。光電轉(zhuǎn)換部分，本設(shè)計采用光敏電阻做光電轉(zhuǎn)換，采用的型號為GL5539，光敏電阻在一定的光照下，其亮電阻與光照是線性關(guān)系的。A/D轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分，本設(shè)計把A/D轉(zhuǎn)換部分和數(shù)據(jù)處理部分集合在一塊單片機(jī)上，型號為STC12C5A60S2，該單片機(jī)集成有八路高精度的A/D轉(zhuǎn)換器，使得硬件電路方便且簡單。顯示部分，本設(shè)計采用74HC573和一塊四位一體的共陰數(shù)碼管作為顯示部分，用四位一體的共陰數(shù)碼管比用四塊一位共陰數(shù)碼管的成本要低以及硬件焊接簡單的多，采用74HC573的目的是為了驅(qū)動數(shù)碼管以及鎖存數(shù)據(jù)10。3.2 硬件設(shè)計3.2.1 LED光源部分 本設(shè)計的光源部分采用功率型LED，業(yè)內(nèi)

18、把功率在0.5W以上的LED叫功率型LED，本設(shè)計采用功率為1W的LED，測量其光功率。（1）LED工作原理 發(fā)光二極管簡稱LED，采用砷化鎵、鎵鋁砷、和磷化鎵等材料制成，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一個PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?。?dāng)在發(fā)光二極管PN結(jié)上加正向電壓時，PN結(jié)勢壘降低，載流子的擴(kuò)散運(yùn)動大于漂移運(yùn)動，致使P區(qū)的空穴注入到N區(qū)，N區(qū)的電子注入到P區(qū)，這樣相互注入的空穴與電子相遇后會產(chǎn)生復(fù)合，復(fù)合時產(chǎn)生的能量大部分以光的形式出現(xiàn)，因此而發(fā)光10。（2）LED分類發(fā)光二極管在制作時，使用的材料有所不同，那么就可以發(fā)出不同顏色的光。 發(fā)光二極管的發(fā)光顏色有：紅色光、黃色光、綠色光、紅外光等。 發(fā)光二極管的外形

19、有：圓形、長方形、三角形、正方形、組合形、特殊形等。 常用的發(fā)光二極管應(yīng)用電路有四種，即直流驅(qū)動電路、交流驅(qū)動電路、脈沖驅(qū)動電路、變色發(fā)光驅(qū)動電路。（3）LED型號 國產(chǎn)發(fā)光二極管的型號表示有部標(biāo)型號 (FG)、廠標(biāo)型號(BT)以及2EF型號等。下面對部標(biāo)型號 (FG)的表示方法給以說明:第一部分用字母FG表示發(fā)光二極管。 第二部分用數(shù)字表示發(fā)光二極管材料: "1"表示磷化嫁 (GaP);"2"表示磷砷化鎵 (GaAsP);"3"表示砷鋁化鎵 (GaAlAs)。 第三部分用數(shù)字表示發(fā)光二極管的發(fā)光顏色:"1"表示紅

20、色;"2"表示橙色;"3"表示黃色;"4"表示綠色;"5"表示藍(lán)色;"6"表示變色。 第四部分用數(shù)字表示發(fā)光二極管的封裝形式:"1"表示無色透明;"2"表示無色散射;"3"表示有色透明;"4"表示有色散射透明。 第五部分用數(shù)字表示發(fā)光二極管的外形:"0"表示圓形;"1"表示方形;"2"表示符號形;"3"表示三角形;"4"

21、;表示長方形;"5"表示組合形;"6"表示特殊形（4）LED應(yīng)用 使用LED作指示電路時，應(yīng)該串接限流電阻，該電阻的阻值大小應(yīng)根據(jù)不同的使用電壓和LED所需工作電流來選擇。發(fā)光二極管的壓降一般為1.52.0 V，其工作電流一般取1020 mA為宜，功率型LED的工作電流一般取30mA,LED一般都工作在恒流下，所以要保證其工作電流恒定。（5）LED連接實(shí)物圖 功率型LED的連接實(shí)物圖，如圖3-2所示： 圖3-2 LED連接實(shí)物圖 該電路電源接5V，電阻采用總阻值為1K的滑動變阻器將阻值調(diào)到100歐姆，那么通過LED的電流值I為 (3-1) 通過查標(biāo)準(zhǔn)值該

22、電流對應(yīng)的光通量為90lm左右 光電轉(zhuǎn)換部分 本設(shè)計的光電轉(zhuǎn)換部分采用光敏電阻轉(zhuǎn)換，光敏電阻的是一種基于內(nèi)光電效應(yīng)的半導(dǎo)體元件，其獨(dú)特的光電導(dǎo)特性使其在各個控制領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用。光敏電阻的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以及光敏感性，使其具有很特殊的溫度與光特性。研究它在不同溫度條件下的參數(shù)特性變化能更好地利用其自身的特點(diǎn)，達(dá)到最有效的應(yīng)用6。（1） 光敏電阻工作原理 光敏電阻受光照時其電導(dǎo)率會發(fā)生變化，該現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)。當(dāng)內(nèi)光電效應(yīng)發(fā)生時，光敏電阻吸收的能量使部分價帶中的電子躍遷至導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生自由電子和自由空穴，使得其導(dǎo)電性增加，電阻值下降。光照停止后，自由電子和自由空穴逐漸復(fù)合，電阻值又迅速上升。無

23、光照時，半導(dǎo)體樣品的( 暗) 電導(dǎo)率為 0=q(n0*n+p0*p) （3-2） 式中:q 為電子電量;n0 、p0 為平衡載流子的濃度; n 和 p 分別為電子和空穴的遷移率。設(shè)光注入的非平衡載流子濃度分別為 n 及 p，在光照條件下樣品的電導(dǎo)率變?yōu)?=q(n*n+p*p) （3-3）式中:n = n0 + n;p = p0 + p。附加光電導(dǎo)率( 或簡稱光電導(dǎo)) 可寫為=q(n*n+p*p) （3-4） 從上式可知，要制成 (相對) 光電導(dǎo)高的光敏電阻，應(yīng)使 n0 和 p0 數(shù)值較小。因此，光敏電阻一般是由高電阻材料制成或者在低溫下使用。 光敏電阻沒有極性，使用時在電阻兩端加直流或交流偏壓

24、。光敏電阻不受光照射時的電阻稱為暗電 阻，此時流過的電流稱為暗電流。受光照射時的電阻 稱為亮電阻，對應(yīng)的電流稱為亮電流。亮電流與暗電 流之差稱光電流。光電流越大，靈敏度越高。（2） 光敏電阻光照特性 光電流隨著照度的變化而改變的規(guī)律稱為光照特性。不同類型的光敏電阻的光照特性不同。由實(shí)驗(yàn)可知，光電流隨著照射強(qiáng)度一起增大或減小。當(dāng)入射光很強(qiáng)或很弱時，光敏電阻的光電流與光照之間會呈現(xiàn)非線性關(guān)系。其他照度區(qū)域近似呈線性關(guān)系。不同類型的光敏電阻的光照特性不同，但大多數(shù)光敏電阻的光照特性是非線性的。 其光照特性曲線如圖3-3所示。 圖3-3 光照特性曲線 由圖3-3所示，光敏電阻在光照低于100lx時沒有

25、光電流，在100lx以上光照與光電流大致呈線性關(guān)系，所以在一定的光照下，光功率與光電流呈線性關(guān)系，本設(shè)計只需要測出光電流的大小就可以換算出光功率的大小。（3） 光敏電阻伏安特性在照度一定時，電壓增大，光電流也增大，靈敏度也隨之增大，而且沒有飽和現(xiàn)象。且光敏電阻兩端的電壓也不能無限制地提高。因?yàn)楣饷綦娮瓒加凶畲箢~定功率，超過最高工作電壓和最大額定電流，就可能導(dǎo)致光敏電阻的永久性損壞。 =p*p+n*n （3-7） 式中:e為電荷電量;p 為空穴濃度的改變量;n 為電子濃度的改變量; p 為空穴的遷移率;n為電子的遷移率。 其伏安特性曲線如圖3-4所示 圖3-4 伏安特性曲線 由圖3-4可知，在照

26、度一定時，電壓增大，光電流也增大，靈敏度也隨之增大，而且沒有飽和現(xiàn)象，且光敏電阻兩端的電壓也不能無限制地提高，亮電阻值保持一定。（4） 光敏電阻連接圖 光敏電阻的連接一般都是與一個電源和一個串聯(lián)電阻連接，其實(shí)物圖如3-5所示： 圖3-5 光敏電阻實(shí)物連接 該電路的電源為5V，串聯(lián)的滑動變阻器的總值為2K，調(diào)節(jié)阻值為1K,光敏電阻光照以后的電阻值大約為2M左右，那么R3上的電流值I為 I=5/（R2+R3） （3-8） =2.5uA 電壓值U為 U=I*R3 （3-9） =2.5mV 那么光敏電阻的光電流約為2.5uA，由圖3-3可得，所對應(yīng)的LED光照度為400lx左右，那么LED光功率大概為

27、93lm左右，與標(biāo)準(zhǔn)值相差不大。3.2.3 A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)處理部分（1） STC12C5A60S2簡介 STC12C5A60S2單片機(jī)是高速/低功耗/超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8-12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換（250K/S）15。 其功能及應(yīng)用如下8： (a).增強(qiáng)型 8051 CPU，1T，單時鐘/機(jī)器周期，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051(b).工作電壓： STC12C5A60S2 系列工作電壓： 5.5V - 3.5V（5V單片機(jī)） STC12C5A60S2 系列工作電壓： 3.6V - 2.2

28、V（3V單片機(jī)） (c).工作頻率范圍：035MHz,相當(dāng)與普通8051的0420MHz (d).用戶應(yīng)用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié) (e).片上集成1280字節(jié)RAM (f).通用I/O口（36/40/44個），復(fù)位后為：準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O口）可設(shè)置四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，強(qiáng)推挽/強(qiáng)上拉，每個I/O口驅(qū)動能力均可達(dá)到20mA，但整個芯片最大不要超過120mA (g). ISP（在系統(tǒng)可編程）/ IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器，無需專用仿真器，可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序 (h).有EE

29、PROM功能(STC12C5A60S2/AD/PWM無內(nèi)部EEPROM) (i).看門狗(j).內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路（外部晶體12M以下時，復(fù)位腳可直接1K電阻到地）(k).外部掉電檢測電路：在P4.6口有一個低壓門檻比較器，5V單片機(jī)為1.33V，誤差為±5%,3.3V 單片機(jī)為1.31V，誤差為±3%(l).時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，內(nèi)部R/C振蕩器(溫漂為±5%到±10% 以內(nèi))常溫下內(nèi)部R/C 振蕩器頻率為：5.0V 單片機(jī)為： 11MHz 17MHz 3.3V 單片機(jī)為： 8MHz 12MHz 精度要求不高時，可選擇使用內(nèi)部時鐘，但因?yàn)橛兄圃煺`差和溫漂，以實(shí)際測試為準(zhǔn)(m).共4個16位定時器 兩個與傳統(tǒng)8051兼容的定時器/計數(shù)器,16位定時器T0和T1，沒有定時器2，但有獨(dú)立波特率發(fā)生器做串行通訊的波特率發(fā)生器，在加上2路PCA模塊可實(shí)現(xiàn)2個16位定時器(n). 3個時鐘輸出口，可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時鐘，可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時鐘,獨(dú) 立波特率發(fā)生器可以在P1.0口輸出時鐘(o).外部中斷I/O口7路,傳統(tǒng)的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新增支持上升沿中斷的PCA模塊(p).