数字光强度检测模块设计说明 .pdfVIP

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1前言

1.1设计选题

设计选题一：数字光强度检测模块设计

1.2任务及要求

1.2.1设计选题的任务

结合单片机最小电路和光敏电阻电路共同设计一个基于单片机的数字光强度检测系统，

用数码管显示光照强度。还可以设置多个不同方向的光敏电阻，通过计算它们的光照强度运

用比较器以确定当前的光照方向。

(1)、实现单片机最小系统设计。

(2)、焊接调试光敏电阻网络。

(3)、焊接调试AD电路，标定光照强度基本单位。

(4)、编写单片机程序，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数管显示。

(5)、通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方向，在数码管上显示其方向。

1.2.2设计选题的要求

(1)、无光照时数码管显示为零。

(2)、用数码管显示光照强度，误差围为5~10LUX(以白天中午室日光灯的光照强度为标

准定义为100LUX)。

(3)、两个小数点具体显示光强方位(两个小数点分别单独亮和均不亮代表三个方位)。

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2总体方案设计

2.1设计方案的提出与论证

2.1.1设计方案一

采用光敏电阻、二极管和555定时器构成多谐振荡电路，利用多谐振荡电路的两个暂稳

态输出由此产生矩形波脉冲信号。而光敏电阻阻值会随着光照强度的变化而发生变化，进

而使得多谐振荡电路的周期变化，其输出波形频率也随之改变。将其输出模拟信号波形输入

到一个简易数字式频率计通过两位数码管显示出来，数字式频率计主要由时基电路、闸门电

路计数器、锁存器、译码显示电路和逻辑控制电路组成。具体实现框图如下图2.1所示：

光敏电阻阻值多谐振荡器电路

周期变化

变化

简易数字频率计

译

时闸计锁

码

基门数存

显

电电器器

示

路路

器

逻辑控制电路

图2.1设计方案一原理框图

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本方案采用性能稳定且便宜的光敏电阻作为光照传感器，通过光敏电阻值变化影响多谐

振荡电路的周期而检测光强，性能较稳定一些，灵敏度也较高，但是电路结构比较复杂，所

用元器件种类较多，实现和调试工作会比较困难，造价也较高，虽然能满足稳定性和灵敏度

的要求，但不宜采用。

2.1.2设计方案二

本方案采用光电二极管，利用其产生的电流随光照增强的线性特性输出模拟采样电压，

并联三条光敏二极管和电阻支路，将这三路电压通过选通器循环输入到模数转换器ADC0804

将模拟信号转换为数字信号，将数字信号通过通信模块输送给STC89C51单片机，通过比较后

得出最大值，将最大值输出并利用两位数码管显示出来。具体框图如下图2.2