照度计-小猪.ppt

“ ” “ ” 基于单片机的照度测试系统设计 ——XXX 课题的研究背景及意义 照度与人们的生活有着密切的关系。在某些场合，光照充足，可以防止事故的发生。相反，昏暗的光线会导致人体疲劳远远超过眼睛本身。因此，不适或照明条件差是一个由疲劳引起的事故的主要原因。现有统计资料解释，在所有职业劳动的事故中大概有30%是直接或间接因光线不够所造成的。对体育场（馆）的光照要求是更加严格的，光照过强或过弱都会影响比赛的效果。 照度计的应用领域 1.一般公共场所应用 为了保障人们能在适宜的光照下生活，我国制定了有关室内(包括公共场所)照度的卫生标准，运用照度计对各场所进行照度测量。 2.灯饰生产业，摄影业，舞台灯光布置等 照度计已经成功应用到多个方案中，如灯饰生产业，摄影业，舞台灯光布置等，不同型号照度计可满足不同的测量要求 3.工厂生产流水线应用 在工厂，生产线上的照明度要求比较严格，连续工作会引起视觉疲劳，工作效率大打折扣，通常照度要求≥1000Lx。 4.我们日常生活当中的应用 照度计的现状及发展方向 随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，照度已经成为生活生产中的重要指标之一，从而测量照度成为了生活生产的必然要求，但是国内的光照度计测量普遍范围低，精度差，操作不便，成本高等，没法满足生活生产中的各种要求，因此设计出高精度的照度计则显得非常重要,数字智能化，精确化，微型化，标准化，模块化就是照度计的未来发展方向。 照度计的主流产品及本系统的设计选择方向 1.目视照度计：使用不便，精度不高，很少使用 2.光电照度计：常用硒光电池照度计和硅光电池照度计 本系统主要应用于日常生活中的照度测量，而日常生活中的照度值在0-3000lx范围内。为了突出设计的便捷和快速性，本系统采用基于单片机和效率较高、成本较低的硅光电池作为照度计的设计方向。 课题研究的内容 本课题利用AT89C52芯片实现电路控制，使用ADC0804模数转换器来实现电压信号到数字信号的转换。当光电池接入负载后，通过前置放大电路将输出的信号放大，然后通过模数转换器将电压信号转换为数字信号，通过单片机控制电路将信号输出道LCD1602显示屏，在显示屏上显示当前的照度值。 本系统主要应用于日常生活当中，测量范围可达到达到3500lx。 系统硬件总体设计方案 光电转换传感器的选择 硅光电池是一种利用光生伏特效应制成的光电转换器件，将光信号转变为电信号。BPW34是一种高速、高灵敏度的PIN光电二极管在微型塑料包装下的硅光电池。 硅光电池的光照电流电压特性 光电池在不同光照度下，?其光电流和光生电动势是不同的，它们之间的关系就是光照特性。 根据硅光电池的光照电流电压特性曲线，计算出硅光电池电压和电流与光照度/LX的关系。 硅光电池光照与负载特性曲线 在线性测量中，光电池通常以电流形式使用，故短路电流与光照度（光能量）呈线性关系，是光电池的重要光照特性。实际使用时都接有负载电阻RL，输出电流IL随照度（光通量）的增加而非线性缓慢地增加，并且随负载RL的增大线性范围也越来越小。 因此，在要求输出的电流与光照度呈线性关系时，负载电阻在条件许可的情况下越小越好，并限制在光照范围内使用。 AD转换器——ADC0804 ADC0804是一款单通道的8位A/D转换器，单电源工作时输入电压范围是0～5V，不用调零。 ADC0804属于逐次逼近式的A/D转换器，转换速度快（ 大约100us ）、分辨率能带到0.02V。 在ADC0804实际的应用过程中，为了尽可能地减少测量误差，在PCB电路设计中进行数字地和模拟地进行隔离。通过串联0欧电阻接到ADC0804的模拟地，可以有效地减少了数字地和模拟地之间的干扰。其中0欧能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。 硅光电池的电路处理 由于硅光电池的电压变化范围很小在0-0.4V之间，而ADC0804的分辨率在0.02V，因此需要使用运算放大器进行放大，以使测量更加精确。 为了提高负载能力，并实现阻抗匹配，需要使用电压跟随器。 使用运算放大器构成放大电路,将微弱电信号放大，从而使A/D转换器可以识别,确保了信号不失真，提高了测量精度。 硅光电池的电路处理 由于硅光电池环境光的影响而变化，而环境光又在不断地小范围内变动，为了使硅光电池的电压平稳变化进而使读取的AD值缓慢变化，使LCD数值的变化平缓易于数值的读取，在硅光电池两段并上一个104电容可以使直流输出平滑的变化。 显示模块的选择 LCD1602液晶显示模块，它可以显示两行，每行可以显示16个字符，采用单+5V电源供电，外围电路配置简单，价格便宜，具有很高的性价比。 LCD1602可以显示两行，每行可以显示16个字符,右图是LCD的显示内存地址，由图可知，LCD只能显示32个字符。超出的地址无法在现实屏