实验8 传感器之光敏篇

1、光敏传感器8.1实验简介光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。因此在自动控制、家用电器中得到广泛的应用，对于远程的照明灯具，例如：在电视机中作亮度自动调节，照相机种作自动曝光；另外，在路灯、航标等自动控制电路、卷带自停装置及防盗报警装置中等。光敏传感器主要应用于太阳能草坪灯、光控小夜灯、照相机、监控器、光控玩具、声光控开关、摄像头、防盗钱包、光控音乐盒、生日音乐蜡烛、音乐杯、人体感应灯、人体感应开关等电子产品光自动控制领域。X讯方公司传感器实验X讯方公司传感器实验 8.2实验目的1、通过该实验项

2、目，学生能够了解光敏传感器的硬件电路和工作原理;2、通过该实验项目，学生能够学会编写光敏传感器的程序。8.3实验内容1、编写一个读取光敏传感器输出电平信号的程序；2、将光检测状态做简单的处理显示，正常无光状态为0,检测到光的状态为1；3、用按键KEY1控制ZIGBEEN是否发送数据。8.4实验设备8.4.1硬件部分1、ZIGBEE调试底板一个;J-LINK接口传感器B端口指1A端1口ZigBee复位键电源电源开关可调电阻传感器红外发射示灯ZigBee_DEBUG指示灯2l|LWzV=；1*FT|111H二1更rrrrr-IJ*辈r1IN：?別【ir.l字tiISm.LflKMQri|xj,!|

3、一T传感器C端口ZigBe按键|拨码开关节点按键|复位键图8-1ZIGBEE调试底板2、20PIN转接线一条和带USB的J-Link仿真器一个;20PIN转接线，另一端接转接板方口USB线，另一端连接电上电指示灯图8-2J-Link仿真器实验八传感器之光敏篇实验八传感器之光敏篇 3、转接板一个;10PIN转接线接口图8-3转接板4、912V电源适配器2个;图8-4电源适配器5、带普通USB线的ZIGBEE仿真器一个;10PIN转接线图8-5ZIGBEE仿真器爪讯方公司传感器实验爪讯方公司传感器实验 6、智能网关一台;图8-6智能网关7、ZIGBEE模块两个;图8-7ZIGBEE模块7、光敏传感

4、器一个;光敏感应探头输出信号指示灯，低有效GND输入TTL信号输出模拟信号输出灵敏度调节旋钮，顺时针增大+5V输入图8-8光敏传感器X讯方公司传感器实验实验八传感器之光敏篇 8、10PIN转接线和传感器连接线各一条。图8-9转接线与传感器连接线8.4.2软件部分1、KeiluVision4集成开发环境;2、JLINK仿真器驱动；实验知识&5.1模块介绍，如图8-8所示1、尺寸：长32mmX宽11mmX高20mm2、主要芯片：LM393、光敏感应探头3、工作电压：DC4.5-12V4、工作电流：1.5mA5、特点：a、带模拟信号输出0-5V输出，可以直接ADC采集；b、带高低电平检测信号输出，有

5、光照输出低电平，无光照输出高电平；c、输出有效信号为低电平，带LED指示输出；d、灵敏度电位器可调（精调），调节光照强度检测范围；e、电路板D0UT接口输出，可直接接单片机10口，无光照输出高电平指示灯灭,有光照输出低电平，指示灯亮，响应时间2us；f、带固定安装孔，方便安装调试。8.5.2光敏传感器工作原理电路中用到，光敏传感器电路、信号放大电路、单片机系统、状态显示系统构成。其基本工作原理：经过信号放大电路，光敏传感器电路将感受到光程度以高低电平形式输出至单片机系统，由状态显示系统进行显示。光敏传感器工作框图如图8-10：图8-10电路工作框图8.5.3光敏传感器的硬件电路图电路中，光敏传

6、感器电路如图8T1。实验步骤1、烧好ZIGBEE和智能网关程序。（如果没有动传感器ZIGBEE和网关的程序，那么此步骤可以跳过；如果动了，详细下载过程可参考“传感器实验之环境搭建.doc”文档,这里恕不赘述。）2、将光敏传感器接到传感器A端口。可以在图8-1所示中找到传感器A端口的位置，对应原理图上的J4,如图8-11所示，切勿把传感器位置装错了。3、连接好外围硬件电路，如图8-12所示。（这个连接过程当中很多的卡槽，千万别把卡槽卡装反了，不然很容易烧坏J-Link。）10PIN连接线J-Link，左边直接用USB线连接电脑20PIN连接线转接板，这样类似的卡槽千万别装反了，不然可能烧坏ZIG

7、BEEN调试底板和ZIGBEEN模块电源图8-12外围硬件连接示意图4、将仿真器USB连接入PC机，插好电源，并打开开发实验箱上的电源开关和启动按钮，跳到网关显示界面，然后点击功能键进入，如8-13图所示。点击这进入功能界面图8_13网关显示界面5、找到传感器实验图标如图8-14所示，点击进入传感器实验显示界面如8-15图所/示O图8-14传感器实验显示程序图8-15网关传感器显示界面6、新建一个文件夹命名为“光敏传感器”，并在该文件夹下创建一个“VMDK“文件夹（存放工程用）；7、然后在“RVMDK”文件夹下新建一个“OBJ”文件夹（用来存放编译输出信息）；8、在“传感器实验/实验例程/实验

8、8传感器之光敏篇/code”文件夹下找到“rsc”文件夹，把它复制到到“光敏传感器”文件夹下，即与“RVMDK”文件夹并列；传感器实验实验八传感器之光敏篇爪讯方公司传感器实验 9、启动KeiluVision4；10、单击菜单栏的“Project”，选择“NewuVisionProject”，新建一个工程,命名为“LIGHT”；11、保它存在刚建立好的“光敏传感器”里面的“RVMDK“文件夹下；12、右键“Target1”，选择“ManageComponents”选项；13、把“Target1”修改为“LIGHT”，把SourceGroup1”改命为“Starup”并创建六个Groups，分别是

9、“user”“usart”“lib”“led”“sensor”“key”。如图3T6所示；14、然后给每个Group分别在添加好对应的.c文件，（.c文件在刚刚复制过来的“rsc”文件夹里面），添加完成图8-16所示；Project审甲x日扫LIGHTuserE-i由+E-即、由白働E-字範I1-i-aled因main.cPubli匚Fuc.cLed5.ckey:妁Key.cusart蟲USART.Csensor圃sensor.clib田Istarup图8-16文件示意图15、单击工具栏的“Rebuid”图标，直到编译没有警告和错误，如果有就根据警告和错位，进行修改程序；16、点击工具栏的“T

10、argetOptions”,选择“Output”,把输出文件位置设置在“OBJ”下，并且设置有hex输出；17、点击工具栏的“TargetOptions”配置好J-Link；18、打开ZIGBEE地板上的电源开关，点击LOAD”进行程序烧写验证（以上建工程详细过程可以参考实验二）19、验证：先把光敏传感器放置黑暗中，然后改变光照，观察显示屏上状态的变化；20、验证完毕后，退出J-Link仿真界面，关闭KeiluVision4软件；关闭硬件电源，捡收好硬件设备，并整理桌面；21、实验完毕。实验验证8.7.1程序是否能运行和编译成功如图8-17所示为编译成功图:图8-17编译通过截图8.7.2改变

11、光敏传感器的光照强度，观察显示屏上显示的状态是否发生变化1、图8-18所示为光敏传感器未感应到强光时网关上所显示:状态：正常图8-18未感应强光时的显示2、图8-19所示为光敏传感器感受到强光时网关上所显示:名祢：光敏传慝器状态:检测到光照图8-19感应到强光时的显示实验部分参考程序解析（完整程序见源程序文件）8.8.1釆集数据函数协议集介绍：整个数据位其实一共是10个字节，除去2个字节的头和2个字节的校验，所以一共要采集的是数据其实有6个字节。（可以参照“传感器通信协议.doc”文档）sensor_get_data(senser_type,&sensordata2)；是釆集函数，它首先保留了

12、两个字节作头。然后调用u8sensor_get_data(u8type,u8*datal)函数。u8sensor_get_data(u8type,u8*data1)/有无传感器判断标志/传感器类型u8*data=&data11;u8no_sensor=1;*data1=type;/*传感器采集数据*/switch(type)caseSENSOR_LIGHT5537:/判断光敏传感器GetSensorData(data);/采集数据break;default:no_sensor=0;break;returnno_sensor;分析：从这个函数不难看出，这里有1个字节的传感器型号。所以传感器还要获

13、取只有五个字节的数据，其中包括符号。voidGetSensorData(u8*data)data0=0;data1=0;data2=！SENSOR2_IN();/读取传感器输出值/*D5输出显示/if(data2=1)/感光点亮Led_Ctr(LED1_ON);elseLed_Ctr(LED1_OFF);/未感光熄灭data3=0;data4=0;分析：这便是传感器采集的五个字节的数据。从图8-20不难看出，当光敏传感器的见到强光时，STM32采集进来的是低电平信号，此时LED被点亮。这里特别需要注意的是，这里我们为了保持网关平台采集信号的一致性，也就是高电平触发报警，所以这里的信号必须进行取

14、反处理；所以光敏传感器使用data2=!SENS0R2_IN(),进行数据采集,其中SENS0R2N()；的宏定义为(Sensor_IO_PORT-IDR&Sensor_IO_PIN2)Sensor_IO_NUM2)；其本质也就是采集PB7口的电平变化情况来判断光照强度的状态。t5V+oVX寺寺图8-20光敏传感器的原理图8.8.2串口发送数据函数voidUSART2_Senddata(u8*str)u8i,checksun_xor=0,checksun_add=0;u8ct=10;str0=0 xff;str1=0 x55;for(i=0;ict-2;i+)checksun_xorA=stri;checksun_add+=stri;str8=checksun_xor;str9=checksun_add;while(ct-!=0)USART_Send