基于BH1750的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)課件

答

辯

人：陳軍指導(dǎo)老師：張志亮基于BH1750的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

四川大學(xué)錦城學(xué)院——本科畢業(yè)論文答辯ppt答辯人：陳軍基于BH1750的實(shí)時(shí)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)系1Thread(本文演講主線)研究背景研究?jī)?nèi)容研究成果研究總結(jié)詳細(xì)

詳細(xì)詳細(xì)詳細(xì)1234Thread(本文演講主線)研究背景研究?jī)?nèi)容研究成果研究總結(jié)21導(dǎo)論 2方案比較與論證 3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 4實(shí)物制作與調(diào)試 5產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì) 6結(jié)束語(yǔ) 附錄參考文獻(xiàn)

致謝

本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄結(jié)構(gòu)：從導(dǎo)論、方案論證設(shè)計(jì)、到實(shí)際制作調(diào)試和驗(yàn)證。本文按照課程設(shè)計(jì)的整體制作流程，依次講述了：第2章方案比較與論證，第3章系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)第，第4章實(shí)物制作與軟件調(diào)試第，第5章產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)。介紹了每一個(gè)步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法和理論依據(jù)。

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(論文結(jié)構(gòu))1導(dǎo)論 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文目錄結(jié)構(gòu)：從導(dǎo)論、方案論證3研究背景1研究14Background

(背景)中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模（單位：億元）注：引用自中國(guó)LED網(wǎng)—LED行業(yè)門戶、LED電子商務(wù)平臺(tái)LED照明主要市場(chǎng)：智能家居、環(huán)境照明根據(jù)中國(guó)光學(xué)電子協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國(guó)的樓宇亮化產(chǎn)品、光彩照明產(chǎn)品從2003年開始，以每年大于25%的速度遞增，其中超高亮照明更以每年50%以上的速度飛躍發(fā)展。Background(背景)中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模（單位：5Background

(背景)

隨著智能家居的逐步深入人心，以及綠色能源、節(jié)能減排的口號(hào)，人們對(duì)生活品質(zhì)、家電設(shè)備智能化的要求越來越高，越來越嚴(yán)格。

人們對(duì)居家生活品質(zhì)要求越來越嚴(yán)格、對(duì)于舒適度的要求越來越高。智能家居系統(tǒng)，對(duì)于環(huán)境的溫、濕度檢測(cè)已經(jīng)比較成熟，但是對(duì)于光照強(qiáng)度的檢測(cè)，還不是很明確；同時(shí)為響應(yīng)綠色能源與節(jié)能減排的口號(hào)，LED室內(nèi)照明也越來越被人們所接受，這個(gè)又對(duì)環(huán)境光照強(qiáng)度的檢測(cè)提出了更多的要求。在LED照明行業(yè)中，大多數(shù)是使用積分球檢測(cè)光照強(qiáng)度。但是，積分球的體積限制。在安裝和使用的時(shí)候不能實(shí)時(shí)檢測(cè)光彩照明效果，使用步驟繁瑣，同時(shí)積分球成本高。在此背景前提之下選擇了這一個(gè)題目作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目。設(shè)計(jì)制作一款家用光照傳感器。

“”注：引用自論文1.1.1節(jié)返回主線Background(背景)隨著智能家居的逐步深入6研究?jī)?nèi)容2研究27Step(步驟)具體步驟說明采樣方案的列舉、比較和論證處理器選擇及其程序設(shè)計(jì)詳細(xì)方案的設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)物制作調(diào)試和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、數(shù)據(jù)分析具體理論設(shè)計(jì)、及制作過程在后面的ppt中介紹···Step(步驟)具體步驟說明采樣方案的處理器選擇詳細(xì)方案實(shí)物8Simple簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循原則：簡(jiǎn)單可靠，有效易于實(shí)現(xiàn)。Reliable可靠Principle

(原理)Simple系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循原則：簡(jiǎn)單可靠，有效易于實(shí)現(xiàn)。Rel9Principle

(硬件原理)1、通過USB/RS232轉(zhuǎn)換線，把USB接口換為標(biāo)準(zhǔn)RS232接口。2、采用NPN三極管8050代替MAX232，把RS232電平轉(zhuǎn)換為USB數(shù)字電平。3、基于C51單片機(jī)，作為中央處理器。4、通過LCD1602液晶顯示最終數(shù)值。

5、傳感器模塊：運(yùn)用BH1750的典型電路，結(jié)合C51單片機(jī)最小系統(tǒng)。低壓差穩(wěn)壓芯片：PL3500(662K)

低功耗N-MOSFET：BSS138LT1(J1Y)

本次設(shè)計(jì)結(jié)合單片機(jī)最小系統(tǒng)，基于BH1750芯片典型運(yùn)用電路。再通過液晶LCD1602顯示數(shù)據(jù)結(jié)果。采用USB電源供電方式，ISP線燒下載程序和硬件復(fù)位。在后期調(diào)試過程中，通過USB連接電腦，將修改編譯過的程序直接通過USB下載到系統(tǒng)中。①②③④⑤下面主要介紹：采樣方案、傳感器模塊Principle(硬件原理)1、通過USB/RS10采樣方案說明：光敏二極管、光敏電阻、BH1750這三個(gè)方案。對(duì)比這三個(gè)方案，可以直觀的看出方案一和方案二比較方案三來說結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，方案三采用集成電路方式，精度更高、可靠性更好，但實(shí)現(xiàn)難度較高。方案一采用光敏二極管感受光照變化情況，通過負(fù)載電阻RL轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。方案二是方案一的升級(jí)，提高了可靠性和精度。方案三采用集成電路方式，將感受到的光照變化，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，直接與處理器進(jìn)行通訊，更加的方便可靠。傳感器模塊說明：用BH1750作為感光元件來感受外界的光照情況，BH1750是一種采用I2Cbus接口的16位光強(qiáng)度傳感器集成芯片。這是一種可以根據(jù)通過感光部分的光線強(qiáng)度變化來調(diào)整輸出電平信號(hào)的集成芯片?；赟TC89C52RC單片機(jī)最小系統(tǒng)，通過該傳感器（BH1750)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，經(jīng)過低功耗N-MOSFET的電平轉(zhuǎn)化，再把轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)通過程序運(yùn)算得出最終的光照值，通過液晶顯示器LCD1602顯示出來。Principle

(硬件原理)采樣方案說明：傳感器模塊說明：Principle(硬件原理11Principle

(軟件原理)采用模塊編程思想，根據(jù)功能模塊編程。針對(duì)不同的功能模塊單獨(dú)編寫驅(qū)動(dòng)程序和頭文件。分別單獨(dú)編譯，編譯通過，下載到實(shí)驗(yàn)板上，經(jīng)調(diào)試成功之后，再由main()函數(shù)調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序和頭文件。最后實(shí)現(xiàn)整體程序的要求，調(diào)試達(dá)到目的。其中分為液晶顯示、傳感數(shù)據(jù)檢測(cè)、和C51最小系統(tǒng)三個(gè)模塊。在此次程序部分設(shè)計(jì)過程中，主要設(shè)計(jì)目的驅(qū)動(dòng)硬件，達(dá)到顯示光照數(shù)值的目的。因此、程序主要有兩個(gè)大的部分，LCD1602液晶驅(qū)動(dòng)程序和BH1750驅(qū)動(dòng)程序。最后main（）調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序，在main（）函數(shù)中實(shí)現(xiàn)最終效果。Principle(軟件原理)采用模塊編程思想，根據(jù)功能模12LCD1602.cLCD1602.c是標(biāo)準(zhǔn)文件。有4線和8線之分，本次使用8線驅(qū)動(dòng)。1.voidWriteDataLCM(uchardataW);（寫數(shù)據(jù)）2.voidWriteCommandLCM(ucharCMD,ucharAttribc);（寫命令）3.voidDisplayOneChar(ucharX,ucharY,ucharDData);（顯示數(shù)據(jù)）BH1750.cBH1750.c是由廠家提供基本代碼，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用修改程序代碼，修改和調(diào)整程序里調(diào)用的I/O口，然后下載到實(shí)驗(yàn)板上調(diào)試。1.voidSingle_Write_BH1750(ucharREG_Address);（寫數(shù)據(jù)）2.ucharSingle_Read_BH1750(ucharREG_Address);（讀數(shù)據(jù)）3.voidMultiple_Read_BH1750();（連續(xù)讀取內(nèi)部寄存的數(shù)據(jù)）Principle

(軟件原理)LCD1602.cBH1750.cPrinciple(軟件13main()voidmain(){floattemp;//定義float變量delay_nms(100); //延時(shí)100ms InitLcd(); //初始化顯示屏Init_BH1750(); //初始化BH1750芯片while(1){Single_Write_BH1750(0x01);//poweronSingle_Write_BH1750(0x10);//BH1750模式選擇delay_nms(180); //延時(shí)180msMultiple_Read_BH1750(); //連續(xù)讀出數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在buf中dis_data=BUF[0];dis_data=(dis_data<<8)+BUF[1];//合成數(shù)據(jù)，即光照數(shù)據(jù)temp=(float)dis_data/1.2;conversion(temp); //計(jì)算數(shù)據(jù)和顯示Display();//顯示}}Principle

(軟件原理)返回主線main()Principle(軟件原理)14研究成果3研究315Result

(成果)12系統(tǒng)實(shí)物制作并完成調(diào)試，成功達(dá)到設(shè)計(jì)效果。畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文編寫完成。

實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求、能進(jìn)行正常的工作和演示。并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到了數(shù)據(jù)結(jié)果，且對(duì)數(shù)據(jù)的正確性進(jìn)行了分析驗(yàn)證。

在完成硬件實(shí)物制作之后，根據(jù)論文編寫規(guī)范和要求，對(duì)本次課程設(shè)計(jì)做書面的報(bào)告，完成了本文。實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目的。Result(成果)12系統(tǒng)實(shí)物制作并完成調(diào)試，成功達(dá)到設(shè)16Result

(成果)硬件實(shí)物展示LCD1602

接口USB單片機(jī)自鎖按鍵（電源開關(guān)）復(fù)位按鍵BH1750接口Result(成果)硬件實(shí)物展示LCD1602

接口USB17Result

(成果)用一張圖片來說明研究成果Result(成果)用一張圖片來說明研究成果18Result

(成果)由實(shí)驗(yàn)一可以得出：檢測(cè)光照強(qiáng)度與LED燈光源數(shù)量成正比，趨近與線性。由實(shí)驗(yàn)二可以得出：距離越近能通過BH1750透光孔的光線越多，測(cè)試結(jié)果越大，總體來說也趨近與線性。由實(shí)驗(yàn)三可以得出：檢測(cè)光照強(qiáng)度對(duì)于測(cè)試角度的關(guān)系，趨近于正態(tài)分布曲線。根據(jù)上面三組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果，再結(jié)合BH1750數(shù)據(jù)手冊(cè)提供的參考數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了本次設(shè)計(jì)的正確性。返回主線Result(成果)由實(shí)驗(yàn)一可以得出：19研究總結(jié)4研究420硬件設(shè)計(jì)：

PCB設(shè)計(jì)、制作、焊接、調(diào)試

數(shù)據(jù)線的準(zhǔn)備和制作軟件設(shè)計(jì)：

C51程序代碼編寫

程序下載、調(diào)試實(shí)驗(yàn)論證結(jié)果：

數(shù)據(jù)表格、統(tǒng)計(jì)、分析Summary

(總結(jié))主要工作總結(jié)硬件設(shè)計(jì)：Summary(總結(jié))主要工作總結(jié)21Summary

(總結(jié))產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)展示及介紹12能實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示當(dāng)前光照強(qiáng)度，靈敏度高，響應(yīng)范圍廣精度高，抗干擾能力強(qiáng)，低功耗，程序編寫簡(jiǎn)單3成本低，制作簡(jiǎn)單，體積小便攜帶Summary(總結(jié))產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)展示及介紹12能實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯22Summary

(總結(jié))需要改進(jìn)的地方是什么？123整體布局時(shí)，LCD1602液晶顯示屏位置布局失誤。PCB電路板布線設(shè)計(jì)失誤，BH1750芯片異步重置終端引腳（DVI），忘記走線。產(chǎn)品外觀只設(shè)計(jì)了電腦效果圖，沒有做實(shí)物這些方面，在后續(xù)的工作中，仍需繼續(xù)努力、修改和完善！