简易光照度计地设计

1、简易照度计设计1实验任务1.1实验目的1, 了解光敏二极管的基本特性。2，设计和制作简易照度计。1.2实验要求1，根据参考电路，分析照度计的基本工作原理。2，测量光敏二极管的基本资料。3，根据光敏二极管的基本特性，设计和制作1000LUX的简易照度计1.3实验所需器材电阻，电位器，运算放大器，正负12V电源，负9V电源，51单片机，数码管，高压 汞灯，连接线 照度计设计模板（电路板），光敏二极管（日光型，响应波长在 5000埃 到6000埃），万用表。1.4设计内容1，根据电路图制作照度计实验模板。2，调节照度计旋钮使光敏二极管处的照度为 100LUX，并保持该照度不变，然后将光 敏二极管接入

2、IC1的输入端，并将K置于1的位置使光敏二极管处于0偏压的状态， 测量该照度下光敏二极管的光电流。3, 测量不同照度下(200,300, 400,500,600 700,800LUX)光敏二极管的光电流，并做 出照度 电流曲线。4, 将K置于2,3的位置给光敏二极管的正极加上一个负偏压并测量出该电压的大小， 重复 2,3步的内容,做出照度计 电流曲线,并比较。5, 根据不同照度计下的输出电压设计制作简易照度计。2 设计原理2.1 基本理论硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件,它实质上是一个大面积的半导体PN结，其工作原理是光生伏特效应。当光照射在硅光电池的PN结区时，会在半导体中激

3、发出光生电子 -空穴对。 PN 结两边的光生电子 -空穴对在内电场作用下,多 数载流子的不能穿越阻挡层，而少数载流子却能穿越阻挡层，结果，P区的光生电子进 入N区，N区的光生空穴进入P区，使每个区中的光生电子-空穴对分割开来。光生电 子在N区的集结使N区带负电，光生电子在P区的集结使P区带正电。P区和N区之 间产生光生电动势。当硅光电池接入负载后，光电流从P区经负载流至NE，负载中就会有功率输出。利用 AT89C51 芯片实现控制电路，用 ADC0809 模数转换器实现模拟信号和数字 信号的转换。当光电池接入负载，将输出的信号通过三极管放大，通过模数转换器 ADC0809 转换为数字信号， 通

4、过单片机控制电路将信号输入 LCD 显示屏，在显示屏上 显示当前的照度值。2.2系统框图系统框图如下：图1照度计设计系统框图2.3程序设计流程图程序流程图如下：开始初始化A/D转换LCD显示图2程序设计流程图3实现方案3.1硬件电路图T :-MJ3Z?LDR1U2CLQCKi SWTeatDUTHXTa_iro-MBDi RD Z SCG- RO* P：1 砂H Ki iij) j VH6F1C-)maxOUT* UT3 UTnri.i时占WEFI.4r3 4TDP3 91T-IP17PS虑AT：5F-.7-WRXEF2.；i!A图3照度计硬件原理图3.2原理图说明光电前置放大电路利用三级管的

5、的放大作用，将带负载的光电池电路输出的电流放大，为了保证信号 有更好的线性关系，所以将三极管接成电流转换为电压的形式。经过测量，电压放大 的范围大概为0.2V到2.3V。3.2.2 AD转换电路采用ADC0809模数转换芯片和AT89C51单片机，将光电池接收的光信号转换后放大的电压模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机的控制电路将数字信号送到LCD显示屏。3.2.3 显示电路此处显示电路采用了 1602A 液晶显示模块。当光直射光电池时，放大的电压信号通过三极管的发射极送入 AD 转换器的 IN0 端 口。因为 AD 的 ADD A 、ADD B 、ADD C 都接地，所以 ADC0809

6、就采集 IN0 端口的 信号。模拟信号经过转换后向 OUT-1OUT8 传送数字信号。数字信号经过总线传送到 AT89C51的P1 口，并读入累加器A，经过AT89C51计算后通过P0端口输出，然后控 制 LCD 显示屏的输出。3.3 硬件程序#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Icde n=P2M;sbit Icdrs=P2A0;sbit Icdrw=P2A2;sbit adwr=P3A7;/sbit adcs=P3A0; /oe =gndsbit eoc=P2A3;uchar code tabI

7、e=the iIIustion is;uchar code tabIe1=Ix;uint num,a,d,qian,bai,shi,ge,num1;uint iIIusion,temp;/初始化函数/延时函数void init(void);void deIay(uint a);void write_data(uchar date); void display(uint d);/写数据函数/显示函数void main()void init();/初始化EA=1;/开总中断ET0=1;/开定时器中断TR0=1;/启动定时器lcden=0;/* 对 1602 液晶的模式进行设置*/write_com

8、(0x38);口/设置 16*2 显示， 5*7 点阵， 8位数据接write_com(0x0c);/设置开显示，不显示光标write_com(0x06);/写一个字符后地址指针加一write_com(0x01);/显示清零，数据指针清零while(1)/* 开始不断扫描 P1 引脚是否有信号，并且对信号进行计算和显示 */写指令函数void write_com(uchar com);if(P1!=0)delay(10);if(P1!=0)/ 防止误判adwr=0;delay(5);adwr=1;delay(5);adwr=0;while(oec);for(a=10;a0;a-) temp=i

9、llusion*4; temp=1000;display(temp);/ 显示照度 ;初始化程序*/void init(void)TMOD=0x01; /定时器 0 工作于计数方式 1TH0=(65536-5000)/256;TL0=(65536-5000)%256; /定时时间为 50ms num=0;/ adcs=0;/ sign=0;/ temp=0; write_com(0x80);延时函数每次延时 50msvoid delay(uint a) uint b,c;for(b=a;b0;b-)for(c=110;c0;c-);定时器中断函数*/void to_time() interru

10、pt 1/中断函数里重新赋初值TH0=(65536-5000)/256;TL0=(65536-5000)%256;/每 20*50ms 计算一次，并且将速度显num+;if(num=20)示num=0;/标志位illusion=P1;写指令函数*/void write_com(uchar com) lcdrs=0;/lcdrw=0; P0=com; /delay(5); lcden=1;delay(20);lcden=0;写数据函数*/void write_data(uchar date)lcdrs=1;/delay(5);/lcdrw=0;P0=date;/ delay(5);lcden=1

11、;delay(20);lcden=0;显示函数void display(uint illusion)qian=illusion/1000;bai=illusion%1000/100;/ 速度范围为0至shi=illusion%100/10;ge=illusion%10;9999./显示前面一段字符for(num1=0;num120;num1+)write_data(tablenum1); delay(20);/显示光照强度write_com(0x80+0x41);write_data(0x30+qian);write_com(0x80+0x42);write_data(0x30+bai);wr

12、ite_com(0x80+0x43);write_data(0x30+shi);write_com(0x80+0x44);write_data(0x30+ge);write_com(0x80+0x47);for(num1=0;num12 EWAD、E砂ESM：0W1OU 2 UT3OUT*OUFfl口 Li TV UT7OUiehi i 2DF i *U J . i *16- 皿- 、円9212C*1#*1311*1.1P-1J:IM JiFl.5FflJBPUP2 QMtt F2.IJW P2 2XAW 冲寺鴉M PS +*.12 V2眄口 P4TOO400500700SOOE(lx)4.3结论在Proteus