光电计数器的设计111.doc

总结与展望姓名 潘云龙 学号 04111907 第 1 次作业基于光敏电阻的光电计数装置设计正文1. 光电检测器件（光敏电阻）基本原理 光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。2. 光电计数装置的具体设计光电计数器是利用光电元件制成的自动计数装置。红外光电计数器分为二种，分别为红外遮光式计数器、红外反射式计数器。红外遮光式计数器，其工作原理是从红外发光管发射出的红外光线直射在光电元件（如光敏电阻等）上，每当这红外光线被遮挡一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被遮挡的次数。红外反射式计数器，其工作原理是由红外发光管发射出的红外光线通过反射在光电元件（如光敏电阻等）上，每当这红外光线被反射接收一次时，光电元件的工作状态就改变一次，通过放大器可使计数器记下被反射接收的次数。采用遮光式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。采用反射式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相邻安放，每当物体通过一次，红外光就被反射，光电接收管接收一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔离耦合并行输入至单片机的P1口，通过软件控制和键盘设定计数值并用LED加以显示，便可实现对物体的计数统计。开始一 、计数控制流程图开始初始化输入设定值复位光电传感电路模块STC89c52单片机初始化数码管数字显示红外接收?读取计数数据 yes 到达设定值？no结束 no NO yes相关报警电路设定值 NO 计数控制流程图 整体电路图3. 光电检测器件（光敏电阻）的参数测量最大电压(VDC)最大功耗(mW)亮电阻（10Lux)(K)暗电阻（M）100100 50 5-10 0.64. 软件仿真验证参考文献1,郭培源 光电检测技术及应用 出版社北京航空航天大学出版社2,光电子技术与器件 红外技术与器件J;中国光学与应用光学文摘;2005