便携式光照强度测试仪.ppt

,设计者：计润芝成员：蔡明明、赵有星、徐茂新,便携式光照强度测试仪,1、项目背景说明,1）现代化蔬菜大棚需要控制光照强度，从而使蔬菜快速正常生长。2）禽舍需要控制光照强度，使动物健康正常生长。3）人们的生活环境（学生的学习环境,办公室，工厂等）需要控制光照强度，使人们有一个好学习生活环境。因此，适宜的光照强度对农业生产以及人们的生活有很重要的意义。,2、详细设计需求,光强仪为可移动式，供电可采用锂电池等供电；光照强度能够在彩屏TFT直观显示，并且能够指示当前强度是否适宜或偏低或偏高以及当时时间；光照强度的高低阈值用户可以通过手动自行设定。,3、解决方案,1、用STC12LE5a60s2单片机进行设计。2、使用彩屏TFT液晶显示器显示数据。3、用光强传感器TSL2561来接收外界光照强度。4、AMS1117转换供电电压。5、SP3232转换信号电压。,4、实验电路,STC12LE5a60s2单片机电路板电路原理图设计实物图PCB图设计三维视图,STC12LE5A60S2,STC12LE5A60S2,单片机：STC12C5A60S2是一种低功耗、高性能新一代单片机，具有8K在系统可编程Flash存储器。具有以下标准功能：1280字节RAM，通用I/O口线（36/40/44），看门狗定时器，有EEPROM功能，内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM,4个16位定时器定时器/计数器，全双工串行口。,光强测试仪系统结构示意图,光强传感器TSL2561,中心系统,信号转换SP3232,液晶显示器TFT,单片机STC12LE5a60s2,电源部分,系统模块,本设计系统共包含以下几个模块：主控模块：单片机、复位电路、晶振、按键、开关等采集模块：单片机、光强传感器外设模块：TFT彩屏显示、WTV020语音模块、DS1302实时时钟模块驱动模块：语音驱动、彩屏驱动、DS1302驱动、光强传感器驱动通信模块SP3232串行通信,5、电路原理图,光强测试仪实物图,6、电源,示意图,电源模块原理,电源模块原理：本电路将USB电流作输入，通过滤波、稳压等将电流转换成稳定的电压给系统供电,7、TSL2561,1高速、可编程芯片TSL2561作为光强传感器，对光照强度进行测量。2TSL2561具有直接I2C接口，用于将光照强度转换成数字信号输出。3内部有两个光敏二极管，光照产生的电流将通过积分式A/D转换器转换为数字，分别存入芯片内部各自的寄存器中。4微控制器可以通过IIC总线对芯片进行访问。,传感器原理图（TSL2561）,1、3管脚分别是供电和接地，工作范围是2.73.5V。2管脚为器件访问地址引脚。4、6分别是IIC时钟总线和数据线5为中断信号输出引脚，当光强超过设定的光强时，器件会输出一个中断信号。,光传感器实物图TSL2561,8、彩屏液晶,彩屏TFT液晶显示器,TFT驱动电压接口V0寄存器选择输入端RS读写控制R/W(0时读，1时写）使能信号输入端E（读时为高电平，写时为下降沿）,9、串口电路,WTV020语音驱动,WTV020语音驱动：是OTP一次性诧音芯片；具有6KHz卑声道采样旪，最大时长20s诧音支持DAC输出以及PWM输出两种方式；内置功放输出，可直接驱劢0.5W喇叭；内嵌高速DSP处理器内核处理器，具有强大的可编程能力；内置16-bitDAC转换器，内置PSG诧音合成器，音质高，优于市面上传统的诧音芯片；休眠任意控制，休眠静态电流功耗低于2uA；,WTV020语音原理图,时钟模块,DS1302：,DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿等多种功能，工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。,PCB图,5）电路板,10主要的程序,1.）彩屏TFT液晶显示程序2.）SP3232串口程序3.）IIC总线程序3.）TSL2561程序5.）单片机main程序,主程序：,1）光强传感器头文件#ifndef_ts2561_H_#define_ts2561_H_#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitsda=P02;sbitsclk=P00;ucharCH0L,CH0H,CH1L,CH1H;uintdata0,data1；,（2）DS1302,#ifndef_ds1302_H_/实时时钟芯片#define_ds1302_H_#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchartime_buf7=0,1,9,22,8,1,12;/秒分时日月周年sbitclk_1302=P10;sbitdat_1302=P11;sbitrst_1302=P12;charsecond,minute,hour;charhour,date,month,year,week;voidwritebyte_ds1302(ucharaddr,ucharda)/*向ds1302中写入一字节数据地址数据*/.ucharreadbyte_ds1302(ucharaddr)/*从ds1302中读出一字节数据*/.voidwritetime_ds1302()/*写入时钟数据*/voidreadtime_ds1302()/*从ds1302中读出数据*/.,（3）彩屏,#includetft_lcd.h#includeds1302.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineushortunsignedshort/清屏函数输入参数：bColor清屏所使用的背景,（4）WTV020,#include#includeWTV020.hsbitrst=P00;sbitclk=P01;sbitsda=P02;,（5）主函数,#include#includelcd.c#includetsl2561.h#includesound.h#includeds1302.hsbitup=P32;sbitdown=P17;sbittime=P33;sbitplay=P34;/播报当前光照强度sbitnian=P35;/播报年月日时间sbitmode=P36;/选择环境sbitbo_jiance=P37;/检测当前光强至于当前预设环境ucharmode_time=0;ucharmenu=0;/菜单变量uintillumination_H,illumination_L;/光照强度设定：高值，低值voidlcd_ds1302()writelcd_time(0,160,Green,Green,Green,Black);/向LCD发送一个时间数值writelcd_date(0,192,Red,Green,Green,Black);/向LCD发送一个日期数值voidbobao(void)/播报当前光强main(),实物演示图,11结果分析及优化,我们组设计便携式光照强度测试仪，从整体上看符合实验要求，可以读出当前的光照强度和当时时间，可以模拟不同环境下的关照是否适宜。可是不能自动调节当前环境下的光照强度，可以加一个外围电路用于控制电灯的点亮与熄灭。,12.收获与体会,通过这次课程设计，我们课题组受益匪浅。不仅在硬件上了解到很多知识，而且我们熟悉了从设计电路，仿真，