智能的定时器设计智能的定器设计.doc

PAGE  PAGE 15 目录 一、课程设计任务书…………………………………………………1 二、智能定时器设计……………………………………………………………1 1.设计要点1 2．硬件设计4 （1）光敏电阻5 （2）光耦合器6 （3）光电开关7 （4）红外光电对管8 （5）光敏二极管与光敏三极管8 （6）拨码开关9 三、智能光电定时器软件设计…………………………………………………11. 1．程序流程图11 1）主程序流程图11 2）T0 中断服务子程序12 2 ．软件去抖12 3. 初始化12 4．硬件调试方法13 5．软件调试方法13 6.程序清单13 四、结论…………………………………………………………………………17 五、体会及收获…………………………………………………………………17 参考文献…………………………………………………………………………17 课程设计任务书 （智能光电定时器） 1、总体方案设计 根据资料将同类产品方案特点列出，画出设计方案的原理图和印制板图，说明设计的方案的特点。 各功能部件的硬件设计 1.各种光电器件、拨码开关对时间置入方式的设计 2.单片机硬件对时间置入接收部分的设计以及控制声光报警电路的设计 3.单片机软件对定时，报警的编制以及电源的设计 智能光电定时器设计 智能光电定时器设计要点 定时器时间置入有两种方式：拨码开关置入方式和光电置入方式 拨码开关置入方式，其定时的时间精度为1秒钟；有两个拨码开关，一个设置为分钟位，一个设置为秒钟位。光电置入方式定时的时间精度为1秒钟。 秒钟的置入电路 分钟的置入电路 指示灯电路 二、 智能光电定时器硬件设计 电路图 智能光电定时 器电路图 智能光电定时 器PCB图 2. 光电传感器 光电传感器的作用主要是将光信号转换为电信号，它是一种利用光敏器件作为检测元件的传感器。 下面介绍一些常用的光电器件：光敏电阻和发光二极管以及光耦合器 光敏电阻 光敏电阻的工作原理 光敏电阻是用光电导体制成的光电器件（即PC器件），又称光导管，它是基于半导体光电效应工作的。光敏电阻的灵敏度易受潮湿的影响，因此要将光电导体严密封装在带有玻璃的壳体中。光敏电阻具有很高的灵敏度，很好的光谱特性，光谱响应从紫外区一直到红外区。 （二）光敏电阻的基本特性 1、伏安特性 在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系，称为伏安特性（见图1.2）。由曲线可知，在给定的偏压情况下，光照度越大，光电流也就越大；光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的，而光敏电阻的耗散功率又和面积大小以及散热条件等因素有关。 硫化镉光敏电阻的伏安特性曲线 光敏电阻的光照特性曲线 2、光照特性 光敏电阻的光电流与光强之间的关系，称为光敏电阻的光照特性。不同类型的光敏电阻，光照特性不同。但多数光敏电阻的光照特性类似与图1.3所示曲线形状。 发光二极管 (一)、 发光二极管的工作原理 当PN结加上正向电压时，结区势垒降低，P区的空穴载流子p向N区扩散，N区的电子n向P区扩散，p与n在PN结区相遇复合释放能量而发光。这种发光器件和白炽灯泡相比，有体积小、耐冲击、寿命长功耗低、响应快、可靠性高、颜色鲜明、易和集成电路匹配等特点，因而获得广泛应用。 发光二极管结构示意图 恒定直流驱动方式 (二)、LED的特性 1. 发光二极管的特性 发光二极管通以正向电流，发光二极管就会发光。发光二极管内部的晶片所用材料不同，所发出的光线的光谱（光线的频率范围）不同，因而所发光的颜色也不同。发光二极管的外部电压与电流的关系，即伏——安特性，类似于普通二极管。其差别是，普通硅二极管的正向开启电压约为0.65V，而发光二极管的开启电压更大些。发黄光的发光二极管的响应时间最长，约100us；发红光的和橙光最短，约10ns，其于的也都在150ns以下。 2. 发光二极管的特性参数 1.发光光谱 图2.3给出了GaAs0.6P0.4 和GaP的发射光谱。当GaAs1-xPx中的x值不同时，峰值波长在620～680nm之间变化，谱线半宽度大致为20～30nm。GaP发红光 GaAs0.6P0.4GaP的发光光谱 的峰值波长在700nm附近，半宽度大约为100nm。 2．伏安特性 发光二极管的伏安特性如图2.4所示，它与普通二极管的伏安特性大致相同。 发光二极管的伏安特性曲线 发光亮度与电流密度的关系 光耦合器 光耦合器的几种常见形式: