简易光照度计中的设计.docVIP

南京信息工程大学 电子与信息工程学院 电子科学与技术系 周悦 PAGE \* MERGEFORMAT 1 南京信息工程大学 电子与信息工程学院 电子科学与技术系 周悦 南京信息工程大学 电子与信息工程学院 电子科学与技术系 周悦 南京信息工程大学 电子与信息工程学院 电子科学与技术系 周悦 光电传感器课程设计论文 学生姓名 周悦 学 号 20091321018 院 系 电子与信息工程学院 专 业 电子科学与技术 指导教师 李敏 二Ｏ一二年 5月 22日 利用硅光电池的简易照度计设计 1 实验任务 利用硅光电池为信号输入电路，用ADC0804芯片作AD转换的作用，以AT89S52单片机芯片设计控制电路，来制作一个简易照度计，最后可以通过LCD显示屏显示照度值。 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AT89S52芯片实现控制电路，用ADC0804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，将输出的信号通过前置放大电路放大，通过模数转换器ADC0804转换为数字信号，通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： 光电转换前置放大A/D模数转换 光电转换前置放大 A/D模数转换 LCD显示单片机控制电路 LCD显示 单片机控制电路 图1 照度计设计系统框图 图1 照度计设计系统框图 2.3 程序设计流程图 开始 程序流程图如下： 开始 初始化 初始化 信号输入 信号输入 A/D转换 A/D转换 LCD显示 LCD显示 图2 程序设计流程图 图2 程序设计流程图 实现方案 3.1 硬件电路图 图3 照度计硬件原理图 图3 照度计硬件原理图 原理图说明 光电前置放大电路 利用三级管的的放大作用，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ADC0804模数转换芯片和AT89S52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。 显示电路 此处显示电路采用了1602液晶显示模块。 当光直射光电池时，放大的电压信号送入AD转换器的IN端口，模拟信号经过转换后向OUT-1~OUT8传送数字信号。数字信号经过总线传送到AT89S52的P1口，并读入累加器A，经过AT89S52计算后通过P0端口输出，然后控制LCD显示屏的输出。 硬件程序 //控制口定义////////////////////// #includereg52.h #include intrins.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ad0_7 P1 sbit cs=P3^0; sbit rd=P3^1; sbit wr=P3^2; sbit intr=P3^3; sbit rs=P3^5; sbit rw=P3^6; sbit en=P3^7; uchar code table[]= illuminance is:; uchar code table1[]=0123456789; uchar code table2[]=lx; void delay(uint t) { uint i; uchar j; for(i=t;i0