陽光強(qiáng)度測量顯示電路

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計課程名稱： 傳感器與檢測技術(shù)課設(shè) 題目： 陽光強(qiáng)度測量顯示電路 專業(yè)班次： 10（三）檢測1班 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 學(xué) 期： 2011-2012學(xué)年 第二學(xué)期 日 期： 2012.2.13-2012.2.20 專心-專注-專業(yè)摘要陽光強(qiáng)度測量顯示電路：該測試儀以AT89S52單片機(jī)為核心，外接溫濕度傳感器SHTll、照度傳感器TSL2561、四位共陰數(shù)碼管、RS485總線通信接口以及顯示切換按鍵。單片機(jī)上電工作后，對當(dāng)前溫度、濕度、光強(qiáng)度進(jìn)行實時測量，通過按鍵切換將測得的3種參數(shù)通過LED數(shù)碼管進(jìn)行輪流顯示；此外，還可以通

2、過RS485總線與PC機(jī)進(jìn)行通信，將參數(shù)值傳送到上位機(jī)，以達(dá)到遠(yuǎn)程監(jiān)測的目的。封面不能有頁眉頁腳，頁眉最好居中，摘要中文字為什么要加粗了，貌似上次有講過了，怎么沒改？關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)、外接溫濕度傳感器SHTll、照度傳感器TSL2561|目 錄第一章 設(shè)計任務(wù)1.1 設(shè)計要求光照強(qiáng)度測試顯示電路設(shè)計使用光敏電阻、光敏三極管、光敏二極管傳感器（任選一種），設(shè)計傳感器放大電路，將太陽的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將?qiáng)度值顯示出來。 1.2設(shè)計提示設(shè)計開始先查閱資料，如元器件資料，方案選擇等，可以使用單片機(jī)方案，也可以使用模擬電路方案，設(shè)計顯示電路時注意按照國標(biāo)顯示，并有相應(yīng)的手動校正電路。其中

3、運(yùn)用到了許多基本知識，如：電路理論中電阻電路的分析、模擬電子線路中運(yùn)算放大器、比較器、功率放大器等知識，數(shù)字電子線路中開關(guān)特性及數(shù)字信號等知識，傳感器技術(shù)中的光電傳感器原理及應(yīng)用、測量電路等部分知識。第二章 檢測系統(tǒng)設(shè)計2.1 主要思路：圖2.1.1 主流程將光敏三極管接入電路，受光照度不同時光敏三極管的集電極電流發(fā)生相應(yīng)的變化，將采集的信號接入運(yùn)算放大電路，再輸入到ADC轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機(jī)中，通過數(shù)碼顯示器顯示出在不同光照強(qiáng)度下電路電壓的變化值。光敏三極管和普通三極管的結(jié)構(gòu)相類似。不同之處是光敏三極管必須有一個對光敏感的PN結(jié)作為感光面，一般用集電結(jié)作為受光結(jié)，因此，

4、光敏二極管實質(zhì)上是一種相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通二極管。圖應(yīng)居中，圖標(biāo)題呢？2.2 原理圖圖2.2.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)5V電源：給系統(tǒng)供電。復(fù)位電路：程序跑飛時復(fù)位電路可以使程序從新執(zhí)行，相當(dāng)于電腦的重啟。晶振：給單片機(jī)運(yùn)行提供時鐘。比如電腦的2.2GHz頻率。EA接高電平：表示運(yùn)行內(nèi)部程序存儲器下載的程序。P0口接排阻：P0口開漏結(jié)構(gòu)，使用時一般接排阻拉高電平。圖2.2.2 信號采集及放大電路圖2.2.3 數(shù)碼管顯示電路分類：有共陰極和共陽極兩種。顯示原理：使某些段點亮而另一些段不亮就可以顯示0-9，A-F等字型。使某段點亮必須具備2個條件：共陰極管的公共端接地和共陽極管的

5、公共端接電源。共陰極管的控制端接電源和共陽極管的控制端接地。2.3器件的選擇與參數(shù)的計算2.3.1傳感器選擇要測光強(qiáng)度，可以使用光敏電阻，光敏二極管或者光敏三極管來實現(xiàn)。在此我選擇了光敏三極管傳感器。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當(dāng)于倍的信號電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。2.3.2 AD轉(zhuǎn)換ADC8032是一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，模擬電壓輸入一般為05V之間，芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32us，具有雙

6、輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。圖2.3.2 .1 A/D轉(zhuǎn)換器引腳功能說明：CS-：片選使能，低電平CH0：模擬輸入通道0CH1：模擬輸入通道1GND：0電位VCC：電源輸入DI：數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制DO：數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出CLK：芯片時鐘輸入圖2.3.2.2逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器框圖逐次逼近ADC包括n位逐次比較型A/D轉(zhuǎn)換器如圖2.3.1所示。它由控制邏輯電路、時序產(chǎn)生器、移位寄存器、D/A轉(zhuǎn)換器及電壓比較器組成。圖2.3.2.3 AD轉(zhuǎn)換電路對共模信號幾乎沒有放大作用，共模電壓增益接近于零。由于在電路中Ra=Rc，R5=R7，R6=R8,所以兩

7、級差?？傇鲆婵梢酝茖?dǎo)為：通常第一級的增益比較高，第二級的增益為1至2倍。這里，第一級選擇為100倍，第二級選擇為1倍。取R5=R6=R7=R8=10K。則 。先定Rb=1K，由上式可得Ra=49.5K，取其標(biāo)稱值51K。另外，R3，R4一般不超過1/2的Rb。這里，取值為510，用于保護(hù)運(yùn)放輸入級。2.4主要元件以下是本課程設(shè)計，所需要的元件，如下表：表2.4.1 元器件器件個數(shù)型號光敏三極管1NPN-PHOTO電阻14.1k4100610k運(yùn)算放大器1OP07A/D轉(zhuǎn)換器1ADC0832數(shù)碼顯示器4AMBERCA單片機(jī)1AT89C52三極管4PNP第三章 程序應(yīng)用圖3.1主程序 3.2中斷流

8、程圖圖3.1主程序流程圖圖3.2 中斷流程圖第四章 總結(jié)本次設(shè)計題目是光照強(qiáng)度自動檢測顯示系統(tǒng)設(shè)計，既然是系統(tǒng)設(shè)計，這樣可以將其分解為模塊，把復(fù)雜問題簡單化。其中運(yùn)用到了我們所學(xué)許多基本知識，如：電路理論中電阻電路的分析、模擬電子線路中運(yùn)算放大器、比較器、功率放大器等知識，數(shù)字電子線路中開關(guān)特性及數(shù)字信號等知識，單片機(jī)應(yīng)用，傳感器技術(shù)中的光電傳感器原理及應(yīng)用、測量電路等部分知識。由其在進(jìn)行推算參數(shù)的過程中，我遇到了很多問題。根本不知道應(yīng)該如何入手，后來經(jīng)過同學(xué)的幫助，我慢慢的有所掌握。因此每個團(tuán)隊各個成員之間的協(xié)助是很重要的。這次的課程設(shè)計，最終達(dá)到了預(yù)期的目的，一方面我對所學(xué)知識有了實際的理解，另一方面對Protel及Visio的運(yùn)用，更加熟練了。同時，課程設(shè)計是我們對所學(xué)知識的學(xué)以致用的一個初級階段，為理論知識在以后實際工程中的應(yīng)用打好了基礎(chǔ)。總而言之，我們經(jīng)過借鑒比較，終于為本次光照強(qiáng)度測量顯示電路課設(shè)做出來。明白了：一切盡在不言中，沒有什么不可能。參考文獻(xiàn)1 孫圣和,王廷云,徐影.光纖測量與傳感技術(shù)M.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2007:184-187. 2 張毅剛. 單片機(jī)原理與應(yīng)用設(shè)計（普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材）. 電子工業(yè)出版社，2008年.