光强计微机设计报告
光电微机实验报告
一、实验目的1. 理解光电效应的基本原理和光电元件的工作机制。
2. 掌握光电传感器的基本特性和应用。
3. 学习光电微机系统的设计方法和实验操作。
4. 通过实验验证光电传感器在微机控制系统中的应用效果。
二、实验原理光电效应是指当光照射到某些物质表面时，物质中的电子吸收光子能量后逸出物质表面，形成电流的现象。
光电效应在光电传感器中得到了广泛应用，如光电开关、光电传感器、光电编码器等。
光电传感器的基本原理是利用光电效应将光信号转换为电信号。
当光照射到光电传感器时，光电元件（如光电二极管、光电三极管、光电耦合器等）将光信号转换为电信号，电信号经过放大、滤波、整形等处理，最终输出所需的控制信号。
三、实验设备1. 光电传感器：光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。
2. 微机控制系统：单片机、可编程逻辑控制器（PLC）等。
3. 电源：直流稳压电源。
4. 测量仪器：示波器、万用表、信号发生器等。
5. 实验平台：实验台、连接线等。
四、实验内容1. 光电传感器特性测试（1）测试光电二极管的光电流-光照强度特性曲线。
（2）测试光电三极管的光电流-光照强度特性曲线。
（3）测试光电耦合器的传输特性。
2. 光电传感器应用实验（1）设计光电开关实验，实现自动控制功能。
（2）设计光电传感器控制系统，实现对电机速度的调节。
（3）设计光电编码器实验，实现对旋转角度的测量。
五、实验步骤1. 光电传感器特性测试（1）搭建测试电路，包括光电传感器、放大电路、滤波电路、整形电路等。
（2）调整光源，使光照射到光电传感器上。
（3）使用示波器观察光电流的变化，记录不同光照强度下的光电流值。
（4）绘制光电流-光照强度特性曲线。
2. 光电传感器应用实验（1）设计光电开关实验电路，包括光电传感器、驱动电路、执行电路等。
（2）调整光源，使光照射到光电传感器上。
（3）观察执行电路的动作，验证光电开关的控制效果。
（4）设计光电传感器控制系统，包括光电传感器、单片机、驱动电路等。
测光强的实验报告
测光强的实验报告题目：测光强的实验摘要：本实验通过使用光照计来测量不同光源的光照强度，并分析不同光源的亮度差异。
实验结果显示，不同光源的光照强度存在较大的差异，且光照强度与距离的平方成反相关关系。
引言：在照明工程中，了解不同光源的光照强度对于选择适当的照明设备和布置灯光位置至关重要。
测光强实验是一种常用的方法，通过此实验可以获得光源的光照强度数据，并进行分析。
实验目的：1.通过实验测量不同光源的光照强度；2.掌握使用光照计的实验方法；3.分析不同光源的亮度差异。
实验材料：1.光照计；2.3个不同光源（如白炽灯、荧光灯和LED灯）；3.尺子；4.计算机。
实验步骤：1.准备实验材料；2.将光照计置于实验桌上，并打开设备电源；3.分别打开白炽灯、荧光灯和LED灯，调整它们的亮度以适应实验；4.使用尺子测量每个光源与光照计的距离，并记录下来；5.将光照计对准每个光源，并记录下来测得的光照强度数值；6.将测得的实验数据整理并分析。
实验数据：光源1（白炽灯）与光照计的距离为30cm，测得的光照强度为500 lux；光源2（荧光灯）与光照计的距离为40cm，测得的光照强度为800 lux；光源3（LED灯）与光照计的距离为50cm，测得的光照强度为1200 lux。
实验结果分析：通过测量不同光源的光照强度可发现，不同光源的光照强度存在较大的差异。
白炽灯的光照强度最低，为500 lux；荧光灯的光照强度居中，为800 lux；LED 灯的光照强度最高，为1200 lux。
可见，光源的类型和亮度对其光照强度有较大的影响。
进一步分析发现，光源的光照强度与距离的平方成反相关关系。
以光源2（荧光灯）为例，光源与光照计的距离为40cm，而光照强度为800 lux。
如果将光源与光照计的距离增加到80cm，则光照强度会变为原来的四分之一，即200 lux。
这说明光源与被照物体之间的距离越大，光照强度会以距离的平方递减。
结论：不同光源的光照强度存在较大差异，且光照强度与距离的平方成反相关关系。
数字式光照强度检测仪的设计实现
3、接口时序及接口信号
CS WR INTR RD 转换结束
DB 时序图
数据
任务及要求： • 结合采集处理电路和光敏电阻电路共同设计一个 数字式光照强度检测系统，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、实现采集处理电路的设计。 • 2、焊接调试光敏电阻网络。 • 3、通过比较不同方向测得的光强值判断光照方 向，在LED灯上显示。 • 3、焊接调试选择器和AD电路，在数码管上显示 光照强度。 • 4、通过外加模拟放大器，将获得的电信号转换 成光照强度单位下的数值，并用数码管显示。 （白天实验室日光灯为99LUX -63(十六进制)）
AD模数转换模块
• 所谓A/D 转换器就是模拟/数字转 换器（Analog to Digital Converter 简 称ADC）是将输入的模拟信号转换成 为数字信号。
片选 读写控制 时钟输入 中断申请 模拟输入
A/D电路的设计
ADC0804
数据线
参考电压
(二) 典型ADC芯片 ADC0804
左图为MC14495内 部结构图： • 4位锁存器 • 地址译码和笔段 ROM阵列 • 带限流电阻的驱 动电路(输出电流 为10mA)
MC14495介绍
左图为MC14495引脚图：
e f g h+i A B LE VSS
1 2 3 4 5 6 7 8
16 15 14 13 12 11 10 9
VDD d c b a VCR D C
• VDD、VSS为电源和地。
简易检测电路
数字式光照强度检测仪的设计实现元器件清单表
数字式光照强度检测仪的设计实现
一种光照强度测试仪的设计
感器 月匀员苑缘园云灾陨 为主构成的光照强度测量系统袁力求其性能稳
定可靠遥
员 组成原理
系统主要由光照强度的传感采集尧数据处理与显示输出三部
分组成袁如图 员 所示遥其中袁集成光强度传感器实现光电转换尧信号
的放大与 粤 辕 阅 转换曰单片机采集光照强度特性曲线标定需要的数
据袁并根据特性曲线计算未知光照强度等数据处理工作遥这个过程
入 蕴悦阅员远园圆曰要写入数据时袁把 砸杂 置为高电平袁砸宰 置为低电
平袁数据送到 阅园耀阅苑 口袁然 后 耘 引脚发出高脉冲将数
表 员 蕴悦阅员远园圆 写命令 辕 数据
据写入 蕴悦阅员远园圆 并显示遥
圆援猿 串口通信电路
单片机将采集的数据通过串口传送至 孕悦 机袁 由 孕悦 机拟合
检测系统的特性曲线遥 采用电平转换芯片 酝粤载圆猿圆 在单片机的
关键词院光照强度袁单片机袁光强度传感器 月匀员苑缘园云灾陨袁特性曲线
粤遭泽贼则葬糟贼押粤 凿藻泽蚤早灶 蚤泽 责则燥责燥泽藻凿 贼燥 凿藻贼藻糟贼 蚤造造怎皂蚤灶葬贼蚤燥灶 泽贼则藻灶早贼澡 遭葬泽藻凿 燥灶 泽蚤灶早造藻 糟澡蚤责 皂蚤糟则燥糟燥皂责怎贼藻则 穴杂悦酝雪 杂栽悦愿怨悦缘圆 蚤灶 贼澡蚤泽 责葬责藻则援蕴蚤早澡贼 泽蚤早灶葬造泽 葬则藻 葬糟择怎蚤则藻凿 枣则燥皂 蕴蚤早澡贼 蚤灶贼藻灶泽蚤贼赠 泽藻灶泽燥则 月匀员苑缘园云灾陨 葬灶凿 贼则葬灶泽皂蚤贼贼藻凿 贼燥 孕悦 糟燥皂责怎贼藻则 遭赠 杂悦酝 泽藻则蚤葬造 糟燥皂皂怎灶蚤糟葬贼蚤燥灶熏憎澡藻则藻 贼澡藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟 糟怎则增藻 蚤泽 藻泽贼葬遭造蚤泽澡藻凿 遭藻贼憎藻藻灶 燥怎贼责怎贼 燥枣 月匀员苑缘园云灾陨 葬灶凿 蚤灶贼藻灶泽蚤贼赠 燥枣 蚤灶责怎贼 造蚤早澡贼 怎泽蚤灶早 贼澡藻 造藻葬泽贼 泽择怎葬则藻 皂藻贼澡燥凿援蕴蚤早澡贼 泽蚤早灶葬造泽 贼澡藻灶 葬则藻 责则燥糟藻泽泽藻凿 葬糟糟燥则凿蚤灶早 贼燥 贼澡藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟 糟怎则增藻熏葬灶凿 造蚤早澡贼 蚤灶贼藻灶泽蚤贼蚤藻泽 葬则藻 凿蚤泽鄄 责造葬赠藻凿 燥灶 蕴悦阅 蚤灶 则藻葬造 贼蚤皂藻援
日光灯光强测试设计报告
现代电子技术报告题目：测试报告学 院：_________________________ 院 系：_________________________ 班 级：_________________________ 学 号：_________________________ 姓 名：_________________________ 指 导 教 师： 吕勇、 李刚 时 间： 2011.5---2011.6光信息科学与技术 光电信息与通信工程光信0801 2008010750 靖鑫一、日光灯的发光强度测试仪1.目的掌握光电传感器的选择和接口电路的设计，能够针对被测信号的特点设计相应的信号处理电路，理解对测量系统的一般要求（精度、测量范围、响应速度）。
2.考核要求（1）测量范围：能够测量室内可能出现的最强日光灯的光强；（2）测量精度：采用3位半数字万用表作为输出显示，读数稳定在±2LSB；（3）响应速度：> 1 SPS；（4）能够抑制其他光源的干扰。
比如，用手电稳定照射时基本不会干扰输出。
3.提示按照题目要求，只能测量日光灯的“光”，因此，必须在电路上采取措施抑制环境光的干扰。
日光灯发出的光与其他光源发出的光最大不同在于发光频率不同。
因此，系统需要设计相应的信号滤波与处理电路。
鼓励采用单片机来控制，但需要注意自己的时间与精力是否足够！设计最终定稿：1.电流接口电路2.信号放大3.带通滤波器4.精精密整流电路5.低通滤波器6.输出（示波器和万用表）一．接口电路采用芯片：低噪声运算放大器ad795jn 电路实际图:二．同相放大器采用10倍放大三．带通滤波器用FilterPro设计选择要设计的滤波器参数根据响应选择滤波器类型（选择巴特沃斯滤波器）巴特沃斯(Butterworth):通带平坦.脉冲响应比Chebyshev好.衰减速率中.阶跃响应会出现过冲和振荡.切比雪夫(Chebyshev):通带纹波令人讨厌.衰减速率最好.阶跃响应振荡厉害.贝塞尔(Besell):阶跃响应最好,过冲和振荡非常小.缺点是衰减速率差.选用芯片：选择多路负反馈5根据设计先用multisim仿真软件仿真一下，芯片选的是opa2134选用芯片精密放大器opa4277五．低通滤波器。
便携式光照强度测试仪实习报告
便携式光照强度测试仪前言在日常生活的一些特殊场所中，有对光照强度要求颇高的地方，譬如居家生活，温室花房，家禽场等，这就急需一些可观察光照强度的系统以供记录调节。
通过对光照强度进行调节，达到人们对当前光照强度的要求。
一．实习目的巩固单片机的原理及一些相关专业知识，熟悉相关软件的操作，学会设计一个系统的方法，把单片机的硬件和软件知识融合在一起，深入了解应用系统的专业知识。
提高自己动手制作的实践能力。
此外，还要注意培养接受新知识的自学能力，培养严谨周全清楚的逻辑思维。
此次实习时以小组为单位，这样可以提高团队合作意识，培养相互协作，共同探讨，一起解决问题的团队合作素质。
二．实习时间2012年9月2日——2012年9月16日三．实习地点淮南师范学院机电实训中心四．实习单位合肥求精电子有限公司五．实习内容1.设计目的设计一个便携式光照强度测试的系统，对当前环境的光照强度能够检测，通过语音播报工作模式、时间和适宜的光强范围；TFT彩屏显示检测的光强，进行比较得出当前环境下的光强是否偏高、适宜还是偏低；通过按键调整时间、控制语音播报内容。
2.系统设计及流程此设计系统为一个系统，包括4个驱动和一个单片机。
图1、设计流程图单片机采用的是STC12C5A60S2，是主要的控制端，通过接收外部信号并对信号作出处理，来控制各个模块。
驱动模块主要由实时时钟模块（DS1302）、语音模块（WTV020）、光强传感器模块（TSL2561）以及彩屏模块（TFT）。
4.系统模块本设计系统共包含以下几个模块：主控模块：单片机、复位电路、晶振、按键、开关等采集模块：单片机、光强传感器外设模块：TFT彩屏显示、WTV020语音模块、DS1302实时时钟模块驱动模块：语音驱动、彩屏驱动、DS1302驱动、光强传感器驱动通信模块MAX232串行通信5.模块介绍（1）主控模块单片机：STC12C5A60S2是一种低功耗、高性能新一代单片机，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。
便携式光照强度检测仪系统的设计
本科生毕业论文（或设计）
（申请学士学位）
论文题目便携式光照强度检测仪系统的设计
作者姓名赵志强
专业名称自动化
指导教师刘立
201399
答辩日期：2013年6月16日
指导教师：（签字）
便携式光照强度检测仪系统的设计
摘要:随着现代生活和生产对光照强度的要求越来越严格，因而便携式光照强度检测仪具有广泛的应用前景。便携式光照强度检测仪系统是以单片机STC89C52RC和光强传感器为技术核心，由单片机最小系统、电源模块、时钟模块、串行通信模块、WTV020语音模块、光强传感器模块、电源模块、显示模块组成。主要通过单片机对光强的转换来实现整个系统的工作。实验测试表明，基本上实现了便携式光照强度检测仪系统的整体功能，可显示当前光照并语音播报当前光照强度。
图3-1电源模块
3.2单片机
STC89C52RC系列单片机是高速/低功耗/抗干扰的新一代8051单片机，与传统8051单片机指令代码完全兼容,速度却是前者的8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换(250K/S)。
各引脚功能简单介绍如下：
（1）VCC：供电电压；
第4章系统软件流程图。给出了该系统的工作流程。
第5章实物的展示及性能测试。介绍了系统的各个实物部分，并对不同环境下光强的数值进行分析和整理。
光强测量系统设计 2
光强测量系统设计目录设计摘要 (2)一、光强测量系统概述 (2)二、光强测量系统工作原理 (2)三、光强测量系统硬件组成 (3)四、光强测量系统程序设计 (6)五、光强测量系统的技术指标 (10)六、光强测量系统的方案论证 (11)七、结论 (11)附录 (12)光强测量系统设计摘要：采用光敏电阻作为主要感应元件，设计以8051单片机为核心，控制、数据处理和即时显示为他点的光强测量系统。
制作光强测量系统可以实现实时测量，数据存储等功能，具有稳定、实用、方便、快捷、可靠性高的特点，解决光强测量的技术问题，有广泛的应用前景。
一、光强测量系统概述光强测量系统以光强度测量为核心功能，但是在实时处理光强数据时，往往不是要求即时数据，而是需要一个长期数据处理结果和即时数据的比较，所以数据存储和比较显示就显得尤为重要，这次课设完成的光强测量系统就完成了以上功能，有很强的实用性。
这次设计的光强测量系统中，在光强的测量上完成了即时测量、微延迟显示，和时段平均测量值的计算和显示，并将时段光强数据存储在设计好的扩展存储空间中。
通过这样的设计完成了一个高效多能的光强测量显示系统，达到了一个采集系统的标准。
二、光强测量系统工作原理以8051单片机为核心，在单片机内部完成数据的存储及处理功能，通过数模转换芯片完成模拟信号到数字信号的转换及输入，再将数据存入存储芯片，在单片机进行数据处理后再对需要显示的数字信号进行译码显示在七段数码显示器上。
每个芯片的电源处有耦合电容相连，当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源为电路提供工作电压。
单片机的RESET口上提供了供电自启动，在X1, X2口上提供了12MHZ晶振，以支持单片机的运行与启动。
系统完成了采集功能，存储功能，数据处理功能，测量数据显示功能，达到了设计的基本要求。
三、光强测量系统硬件组成图1为光强测量系统硬件电路原理图，主要由AD转换器、译码器、单片机、显示、存储器等部分组成。
基于光学原理设计测量光强分布实验报告
基于光学原理设计测量光强分布实验报告本实验旨在利用光学原理设计一种测量光强分布的实验系统，通过该系统可以对光源发出的光线的光强进行精确测量。
一、实验设备1、激光发生器2、透镜组3、光电二极管4、直流电源二、实验原理光强是指单位面积内光线通过的光通量，单位是流明/平方米。
在进行测量时，使用激光发生器发射激光，并经过透镜组后，将光聚焦到光电二极管的敏感面上。
光电二极管通过将光转化为电信号来获得光强数据。
因为激光光线方向性极强，可以通过利用光路筛选出所需光线，从而严格保证了测量结果的精确性和可靠性。
三、实验步骤1、将激光发生器的光传输管路与透镜组相连，以保证光线聚焦到光电二极管的敏感面上。
2、调整透镜组的位置，使得光线完全投射到光电二极管上。
3、连接直流电源，将光电二极管正极与正极相连，负极与负极相连。
4、启动激光发生器，进行光强测量。
5、测量完毕后，关闭激光发生器和直流电源。
四、实验结果通过实验，可以获取激光发射出来的光线的光强分布情况。
通过测量，我们可以得到一个普通灯泡的光强分布情况如下：区域光强中心位置3000lm 中心位置两侧10cm 2500lm 中心位置两侧20cm 2000lm 中心位置两侧30cm 1600lm 中心位置两侧40cm 1200lm 中心位置两侧50cm 800lm五、实验结论1、光强分布在中心位置最高，随着距离增加，光强逐渐降低。
2、设计的基于光学原理的测量光强分布的实验系统结构紧凑，使用方便，测量结果精确。
3、该实验系统可用于测量一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论指导和实际数据支持。
总之，我们通过本次实验，深入了解了基于光学原理测量光强分布的原理和操作方法，并实际测量了一些特定光源的光强分布情况，为实际应用提供了理论依据和实验数据支持。
光强计微机设计报告.
《微机原理与接口技术》课程设计报告题目环境光强测量仪学院电子信息工程学院专业20 15 年 12月 22日电子学院通信工程目录1.题义分析及解决方案 (3)1.1 题义需求分析 (3)1.2 解决问题方法及思路 (3)1.3 课题要求及分工`` (3)2.硬件设计 (4)2.1选择芯片8255A (4)2.2选择LED七段数码管 (7)2.3选择光敏电阻 (8)2.4选择芯片ADC0809 (9)2.5 硬件总逻辑图及其说明 (10)3.控制程序设计 (12)3.1 控制程序设计思路说明 (12)3.2 程序流程图 (14)3.3 控制程序 (15)4.上机调试过程 (28)4.1 硬件调试 (28)4.2软件调试 (28)4.3联机调试 (28)4.4调试结果及问题的提出 (28)5.设计结果分析及问题讨论 (29)6.参考文献 (29)1.题义分析及解决方案设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上；校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。
1.1题义需求分析光照强度测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。
光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。
将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。
根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出（即PC 机和LED 数码管显示），以供用户查看结果。
其中光敏电阻的特性是光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。
根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。
将模拟电压通过AD 转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。
简易光强检测仪
目录第一章题目要求与分析 (1)1.1课程设计的意义 (1)1.2题目要求 (1)1.3题目分析 (1)第二章系统总体方案及硬件设计 (1)2.1光强测量系统设计 (1)2.2硬件设计与分析 (2)2.2.1光电转换模块 (2)2.2.2A/D转换 (3)2.2.3LED显示和报警装置 (3)第三章系统软件分析 (4)3.1主程序流程图 (4)3.2显示程序 (5)3.3报警装置 (5)第四章结果与分析 (6)第五章总结与体会 (8)参考文献 (9)附录 (10)第一章题目要求与分析1.1课程设计的意义本次课程设计是我们在学习单片机后的一次实习。
可增强我们的动手能力，特别对单片机的系统设计有很大的帮助。
1.2题目要求1.设计并制作一台数字显示的光强检测仪。
2.基本要求：测量传感器可以任选，实现光强测量精度±10%。
1.3题目分析本设计是测光强电路，可以使用光敏电阻之类的器件利用其感光效应，在将随被测光亮变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测光强显示出来。
第二章系统总体方案及硬件设计2.1光强测量系统设计本设计使用光敏电阻5228搭建光电转换电路，经过AD转换将光电模拟信号数字化，在通过单片机进行数据处理，最终在4位LED上显示光强。
同时设计了报警系统，当光强达到一定上限值时，启动报警模式。
单片机的RESET口上提供了供电自启动，在X1,X2口上提供了12MHZ晶振，以支持单片机的运行与启动。
系统由4个模块组成，分别为光电转换模块、AD 转换模块、测量数据显示模块、报警模块。
系统框图如图1：2.2硬件设计与分析本系统主要由光电转换电路，AD转换器，单片机，存储器，LED显示，蜂鸣器组成。
图1 系统框图2.2.1光电转换模块光电转换模块采用5228光敏电阻进行光电转换，当有光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值发生变化，从而产生电信号。
5.2光照强度检测系统设计
中 北 大 学课程设计任务书09/10 学年第 二 学期学 专院 ： 业：信息与通信工程学院 自动化 学 号： 光照强度检测系统设计学 生 姓 名： 课程设计题目 课程设计题目：起 迄 日 期 : 2010 年 6 月 19 日~ 6 月 25 日 课程设计地点 课程设计地点: 设计地点 指 导 教 师: 系 主 任 : 中北大学 张艳兵 王忠庆下达任务书日期: 2010 年 6 月 19 日课 程 设 计 任 务 书1．设计目的：设计一个光照强度自动检测系统， 可以对温室的光照强度进行实时检测。
通过设计， 掌握数据采集系统的设计原理、设计步骤，进一步提高综合运用知识的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：（1） 设计数据采集电路，对温室的光照强度进行实时数据采集，要求光照强度的测 量范围是：2~600LX，精度为±2%。
（2） 设计键盘和显示电路，实现温室光照强度的自动检测和显示，精确到小数点后 1 位。
（3） 编写采集程序。
（4） 写出设计说明书。
3. 设计工作任务及工作量的要求（包括课程设计计算说明书、图纸、实物 样品等） ：（1）查阅资料，确定设计方案 （2）选择器件，设计硬件电路，并画出原理图和 PCB 图 （3）画出流程图，编写采集程序 （4）撰写课程设计说明书课 程 设 计任 务 书4．主要参考文献：1 2 3 4 5 65.设计成果形式及要求：课程设计说明书 1 份 原理图和 PCB 图各 1 份 程序清单 1 份6．工作计划及进度： 起 迄 日 期10 年 6 月 19 日 ~ 6 月 20 日 6 月 20 日 ~ 6 月 21 日 6 月 21 日 ~ 6 月 22 日 6 月 22 日 ~ 6 月 23 日 6 月 24 日 ~ 6 月 25 日工 作 内 容查阅资料，确定设计方案 设计硬件电路 画出流程图，编写控制程序 撰写课程设计说明书 课程设计答辩系主任审查意见：签字： 年 月 日。
光强计计设计报告
照度计的设计摘要在现实运用中，照度的测量是很常见的。
本文设计了一种成本低、易携的数显照度计。
本系统是以单片机ATMEGA16为核心部件的测量系统，它包括信号采集、信号放大、A/D 转换、LED显示、键盘等部分。
首先，本文选用了光谱响应范围宽，响应时间短，光电转换效率高、PN结面积大的的硅光电池作为照度计的光电转换的探头，并把它做成一个单独的光探头，并加了以劝滤光器和余弦修正器，与机身分离，更加适应余弦定律，提高了测量的精度和范围。
其次，本文重点做了以下工作:(1)光电转换前置放大电路的设计:为了提高照度计的测量准确度，确保光电间的线性关系，本设计把运算放大器接成电流电压变换器的形式，一方面可得到零负载效应;另一方面，短路电流通过反馈电阻变成电压量，实际效果相当于流过一个负载电阻形成的压降。
(2)A/D转换电路的设计:由于可见光照射硅光电池时产生的光电流范围太大,使用了10位A/D转换的精度。
(3)显示电路的设计:本系统选用led数码管显示模块，降低了成本。
通过实验测试，本系统设计合理，其测量范围、分辨率、光谱响应误差基本上达到了设计的要求。
关键词:硅光电池;A/D转换;单片机照度计的工作原理2.1光度学中的基本量在光辐射测量中，与能量有关的量有两类:一是物理的，即客观的，叫做辐射度学量，简称为辐射量;另一类是生理的，即主观的，叫做光度学量，简称光度量。
前者表示某辐射源客观上发射出的辐射能的大小，后者表示人的视觉系统主观上感受到的那部分辐射能的强度。
(1)光通量(luminous flux)光源在单位时间内发出的光量称为光通量，在光度学中，光通量是从辐射通量导出的量，它明确地定义为能够被人眼视觉系统所感受到的那部分辐射功率的大小的量度。
单位是流明(inmen)，符号为lm，表达式为:(2.1)(2)光亮度(luminanee)L，一个面光源，除了可以用发光强度来描述它在某一个方向上的发光能力之外，还要知道它每一单位面积在这个方向上的发光能力，以便比较两种不同类型光源的明亮程度，这就要用到亮度这个概念。
光照计实验报告
一、实验目的1. 了解光照计的原理和结构。
2. 熟练掌握光照计的使用方法。
3. 通过实验测量不同光源的照度，了解不同光照条件下的照度分布。
4. 分析光照对物体亮度、对比度等视觉感知的影响。
二、实验原理光照计是一种测量光强度的仪器，其原理基于光电效应。
光电效应是指当光照射到金属表面时，会使金属表面的电子获得能量并逸出金属表面，产生电流。
光照计通过测量光照射到金属表面产生的电流大小，来计算光强度。
三、实验器材1. 光照计一台2. 标准光源（如标准光源灯泡）3. 不同照度的实验光源4. 黑白板或白纸5. 记录表格6. 电线、插头等四、实验步骤1. 将光照计放置在实验平台上，确保光照计的传感器朝向实验光源。
2. 将标准光源灯泡接入光照计，调整光照计的量程，使其能够测量标准光源的照度。
3. 记录标准光源的照度值。
4. 将不同照度的实验光源依次接入光照计，调整光照计的量程，使其能够测量实验光源的照度。
5. 记录不同实验光源的照度值。
6. 在实验室内不同位置放置黑白板或白纸，分别测量这些位置的照度。
7. 记录不同位置的照度值。
五、实验数据及分析1. 标准光源的照度值为XXX lx。
2. 不同实验光源的照度值如下：- 光源A：XXX lx- 光源B：XXX lx- 光源C：XXX lx3. 实验室内不同位置的照度值如下：- 位置1：XXX lx- 位置2：XXX lx- 位置3：XXX lx4. 分析：通过实验数据可以看出，不同光源的照度存在较大差异。
标准光源的照度值可以作为参考值，用于评估其他实验光源的照度。
同时，实验室内不同位置的照度分布也显示出明显的差异，这可能与室内布局、光源位置等因素有关。
六、实验结论1. 光照计能够准确测量不同光源的照度。
2. 实验室内不同位置的照度分布存在差异，这可能与室内布局、光源位置等因素有关。
3. 光照对物体的亮度和对比度有显著影响，因此在设计和装修室内空间时，应充分考虑光照条件。
光强测量课程设计报告
光强测量课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握光强的概念、测量方法和应用，培养学生运用科学知识解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解光强的定义、单位及物理意义。
（2）掌握光强的测量方法，如光电式光强计、光电池等。
（3）了解光强在生产、生活中的应用，如摄影、照明等。
2.技能目标：（1）能够使用光电式光强计、光电池等设备测量光强。
（2）能够根据实际情况选择合适的光强测量方法。
（3）能够运用光强知识解决实际问题。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对科学知识的热爱和好奇心。
（2）培养学生运用科学知识服务社会的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光强的概念、测量方法和应用。
具体安排如下：1.第一章：光强的定义与单位，介绍光强的概念、单位及物理意义。
2.第二章：光强的测量方法，介绍光电式光强计、光电池等测量设备及其使用方法。
3.第三章：光强的应用，介绍光强在生产、生活中的应用实例，如摄影、照明等。
4.第四章：光强测量实验，进行实际操作，巩固光强测量方法。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解光强的基本概念、原理和测量方法。
2.讨论法：学生讨论光强测量实验中的问题，培养学生的思考能力。
3.案例分析法：分析光强在实际应用中的案例，帮助学生了解光强的实用价值。
4.实验法：进行光强测量实验，培养学生动手能力和实际操作技能。
四、教学资源为实现教学目标，我们将采用以下教学资源：1.教材：《光学基础》等，提供光强的基本概念、原理和测量方法。
2.参考书：《光强测量技术》等，为学生提供更多的光强测量方法和技术。
3.多媒体资料：制作课件、实验视频等，直观展示光强的测量过程和应用实例。
4.实验设备：光电式光强计、光电池等，用于进行光强测量实验。
五、教学评估为全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，以体现学生的学习态度和积极性。
光照强度检测模块选型及电路设计
光照强度检测模块选型及电路设计下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢！本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注！Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!光照强度检测模块在各种应用中扮演着重要角色，例如自动照明系统、温室环境监测等。
数字式光照强度检测仪的设计实现
电子电路实验3 综合设计总结报告题目：数字式光照强度检测仪的设计实现班级：学号：姓名：日期：2011.5.13摘要光照强度检测仪可以应用在需要某一特定光强范围的领域。
它的主体是光敏电阻，光敏电阻采用半导体材料制作，半导体吸收光子而产生的光电效应，使得光敏电阻阻值变小；光敏电阻的电极一般采用梳状，提高了光敏电阻的灵敏度；另外光敏电阻光谱特性好，光谱响应从紫外区一直到红外区，而且体积小、重量轻、性能稳定。
本实验采用的方案是：用单片机控制模数转换芯片通过模拟开关采集三个方向光敏电阻与固定电阻的分压值，在单片机内部通过逻辑判断保留接收最强光强（即光照射方向）的采集结果，通过转换函数转换成对应的光照强度，并用数码管显示，同时通过已判断光照射方向，显示相应的小数点。
设计选题及设计任务要求设计选题：数字式光照强度检测仪的设计实现任务要求：1、设置三个方向的光照强度检测，通过模数转换等用两位数码管显示最强光照强度（即光照射方向的光照强度），要求在黑暗中显示00，在室内强光下显示99；2、用小数点显示光照方向：光从左侧入射亮高位小数点，光从右侧入射亮低位小数点，光从前方入射不亮小数点。
正 文1方案的设计与论证方案一逻辑判断后选光照方向一侧信号采集目的侧 模拟信号光 左侧 敏 电阻 前侧 分 压值 右侧 比较器 LM358 比较器 LM358 比较器 LM358STC 89C51模数 转换器 ADC 0804 数字信号数 码 管 显 示方案二控制模拟开关依次选择三侧方案一是利用电压比较器LM358对任意两路电压进行比较，把比较结果送到单片机进行逻辑判断选择光照方向一侧的光敏电阻进行模数转换，把转换后数据送到单片机，经单片机程序转换成光照强度让数码管显示，并显示光照方向侧的小数点。
方案二是利用模拟开关在单片机的控制下依次选择三侧模拟信号，通过模数转换器采集数据分别存入三个变量，利用程序判断光照方向，将光照方向数字信号转换成光照强度通过数码管显示，并显示光照方向侧的小数点。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《微机原理与接口技术》课程设计报告题目环境光强测量仪学院电子信息工程学院专业20 15 年 12月 22日电子学院通信工程目录1.题义分析及解决方案 (3)1.1 题义需求分析 (3)1.2 解决问题方法及思路 (3)1.3 课题要求及分工`` (3)2.硬件设计 (4)2.1选择芯片8255A (4)2.2选择LED七段数码管 (7)2.3选择光敏电阻 (8)2.4选择芯片ADC0809 (9)2.5 硬件总逻辑图及其说明 (10)3.控制程序设计 (12)3.1 控制程序设计思路说明 (12)3.2 程序流程图 (14)3.3 控制程序 (15)4.上机调试过程 (28)4.1 硬件调试 (28)4.2软件调试 (28)4.3联机调试 (28)4.4调试结果及问题的提出 (28)5.设计结果分析及问题讨论 (29)6.参考文献 (29)1.题义分析及解决方案设计一个简易的光照强度测量仪，由光照强度产生的模拟电压信号转换为数字信号，然后转换为照度（单位是勒克斯）显示在LED上；校准照度测量器：在一定的光强度下，产生200数字量的电压，以此对应关系（照度—电压）将其它光强度转换为勒克斯值，显示在LED上。
1.1题义需求分析光照强度测量仪主要根据光敏电阻的特性制作的。
光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。
将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。
根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出（即PC 机和LED 数码管显示），以供用户查看结果。
其中光敏电阻的特性是光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。
根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。
将模拟电压通过AD 转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。
然后再将数字电压转换成光照度。
1.2.解决问题方法及思路1.2.1硬件部分程序设计中用到的硬件是光敏电阻、ADC0809、8255A 和七段LED 数码管。
提出问题：（1）为什么接口使用8255A 而不是8279?（2）为什么显示装置使用LED 七段数码管而不是LCD?（3）为什么选用光敏电阻?解决问题：1.2.1.1接口芯片选用8255A 而不是8279是由于8255A 在本程序中使用软件控制很容易实表1—1 8255A 与8279A 性能比较表1.2.1.2 本实验选择的显示设备是七段LED 数码管，没有选择LCD 的原因如表1—2所示。
表1—2 LCD 与LED 性能比较表1.2.1.3 本实验选用的是光敏电阻，因为光敏电阻上的光照强度与输出电压成线性关系，得到的模拟电压也成线性关系。
1.2.2软件部分根据硬件需求采用8255A 芯片，采用汇编语言，8255A芯片的PA 、PB 、PC 三口的工作方式为方式0，将8255的PA 口接发光二极管，PB 口作为段选码，PC 口作位选码，用软件编程实现从C 口读入信息，通过 8个LED 数码管循环显示光照强度。
2.硬件设计2.1.选择芯片8255A2.1.1芯片8255A在本设计中的作用芯片8255A通过数据口从CPU接受转换得到的光照度数据，通过B口输出作为位选，实现LED数码管的动态显示，通过A口将数值输出到LED数码管。
2.1.2芯片8255A的功能分析2.1.2.1 8255引脚图8255是可编程并行接口，内部有3个相互独立的8位数据端口，即A口、B口和C口。
三个端口都可以作为输入端口或输出端口。
A口有三种工作方式：即方式0、方式1和方式2，而B口只能工作在方式0或方式1下，而C口通常作为联络信号使用。
8255的工作只有当片选CS有效时才能进行,而控制逻辑端口实现对其他端口的控制。
2.1.2.2 CPU接口（数据总线缓冲器和读/写控制逻辑）数据总线缓冲器:这是一个8位双向三态缓冲器，三态是由读/写控制逻辑控制的。
这个缓冲器是8255A 与CPU数据总线的接口。
所有数据的输入/输出，以及CPU用输出指令向8255A发出的控制字和用输入指令从8255A读入的外设状态信息，都是通过这个缓冲器传递的。
读/写控制逻辑:它与CPU的6根控制线相连，控制8255A内部的各种操作。
控制线RESET用来使8255A 复位。
和地址线A1及A0用于芯片选择和通道寻址。
控制线和用来决定8位内部和外部数据总线上信息传送的方向，即控制把CPU的控制命令或输出的数据送到相应的通道，或把状态信息或输入数据送到CPU。
8255A的读/写控制逻辑的作用，是从CPU的地址和控制总线上接受输入的信号，转变成各种命令送到A组或B组控制电路进行相应的操作。
2.1.2.3 8255A的引脚信号与外设相连的PA7~PA0：A口数据信号线。
PB7~PB0：B口数据信号线。
PC7~PC0：C口数据信号线。
与CPU相连的RESET：复位信号。
当此信号来时，所有寄存器都被清除。
同时三个数据端口被自动置为输入端口。
D7~D0：它们是8255A的数据线和系统总线相连。
CS:片选信号。
在系统中，一般根据全部接口芯片来分配若于低位地址（比如A5、A4、A3）组成各种芯片选择码，当这几位地址组成某一个低电平，于8255A被选中。
只有当有效时，读信号写才对8255进行读写。
RD：读信号。
当此信号有效时，CPU可从8255A中读取数据。
WR：写信号。
当此信号有效时，CPU可向8255A中写入数据。
A1、A0：端口选择信号。
8255A内部有3个数据端口和1个控制端口，共4个端口。
规定当A1、A0：为00时，选中A端口；为01时，选中B端口；为10时，选中C端口；为11时，选中控制口。
8255的基本操作如下表2-1所示。
表2—1 8255的基本操作2.1.2.4芯片8255A的技术参数，如下表2—2所示：参数说明：输入最低电压：min＝-0.5V，max＝0.8 V输入最高电压：2.0 V输出最低电压：0.45 V输出最高电压：2.4 V表2—2 8255A的技术参数2.1.2.5 8255A工作方式控制字A口、B口为输出模式，工作于方式0。
CPU中的数据经由数据线路到达8255A，再由A口、B口分别段选、位选后输出到LED。
详细控制字见表2—3。
表2—3 8255A的工作方式控制字方式0的工作特点这种方式通常不用联络信号，不使用中断，三个通道中的每一个都有可以由程序选定作为输入或输出。
其功能为：①两个8位通道：通道A、B。
两个四位通道：通道C高4位和低四位；②任何一个通道可以作输入/输出；③输出是锁存的；④输入是不锁存的；⑤在方式0时各个通道的输入/输出可有16种不同的组合。
2.2 选择LED七段数码管2.2.1 LED七段数码管在实验中的作用LED发光二级管（Light-Emitting Diode），在本设计中采用7段发光二级管作为终端显示。
物理构造：LED发光二级管，采用砷化镓、镓铝砷和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。
2.2.2 LED七段数码管的功能分析工作原理：当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现。
数字成像：七段LED显示器可以控制在哪几个数位上，哪几个发光二极管亮，从而显示数字。
如果发光二极管共阳极，则输入为0时亮，为1时不亮，反之如果发光共阴极，则输入1时亮，0时不亮。
在本实验中选用了共阴极。
所谓共阴极是指将各LED二极管的阴极连接在一起（一般相连接地）各阳极接到相应器件引脚上。
发光二极管是一种外加电压超过额定电压时发生击穿，并因此能产生可发光的器件，数码显示器通常由多个发光二极管来组成七段或八段笔画显示器，当段组合发光时，便会显示某一个数码管或字符，七段代码的各位用作a—g和DP的输入。
COM为8个发光二极管的公共引线，实验中COM引线接内部8个二极管的阴极，abcdefg(dp)则为8个发光二极管的阳极的引线。
实验中LED管采用动态显示：3个LED显示器按固定的时间间隔显示一段时间（1.25ms），利用人眼视觉滞后，感觉3个LED显示器同时点亮且无闪烁感。
2.2.3 LED七段数码管的技术参数表2—4 LED显示的技术参数主要参数:此时的驱动电流为25mA。
发光二极管的压降一般为1.5~2.0 V，其工作电流一般取10~20mA为宜。
发光二极管的发光颜色有：红色光、黄色光、绿色光、红外光等。
发光二极管应用电路有四种，即直流驱动电路、交流驱动电路、脉冲驱动电路、变色发光驱动电路。
由于8255A的最大驱动电流为4.0mA，而LED的工作电流一般为10~20mA，所以需要加一个驱动器74LS244。
2.2.4 LED七段显示器的功能分析表2—5 LED真值表LED数字显示原理：如下图2—6为LED数码管及其框图图2—6 LED显示器上面两图分别为外形图和原理图，当七段数码管点亮其中几段可显示数字和简单的西文字符，将七段数码管负极连接到一起称为公共端，而发光二极管的正极则分别由引脚引出，便于控制哪个发光二极管点亮，在右图中如果在COM端接低电平，而在其他引出线上施加不同的电平，则对高电平的发光二极管就会点亮，由于将8个发光二极管负极全部连接在一起，称为共阴极数码管，还有将8个发光二极管的正极连接在一起，故称之为共阳极数码管。
本次实验用的数码管需动态扫描显示，其接口电路将所有数码管的笔画控制段与a~h 同名端连在一起，接到一个并行端口，每个公共极COM端由独立的I/O线控制，CPU向字模输出口送出字形码时，所有数码管接收到相同的字形码，究竟哪个数码管显示，取决于每个LED的COM端，所谓动态扫描，就是显示一位信息时，其他位不能显示，必须采用分时方法，轮流控制COM端。
2.3 选择光敏电阻2.3.1光敏电阻在本设计中的作用光敏电阻在实验中是用来提供模拟电压的，通过光照度的变化改变电阻值，提供变化的模拟电压。
2.3.2光敏电阻的功能分析物理构造：光敏电阻又称光导管，它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。
光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。
无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中电流（暗电流）很小。
当光敏电阻受到一定波长范围的光照时，它的阻值（亮电阻）急剧减少，电路中电流迅速增大。
一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好，此时光敏电阻的灵敏度高。
实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧级，亮电阻在几千欧以下。