通信系统综合设计报告——光照强度监测系统设计
简易光照强度检测仪设计
光照强度测试电路设计报告学院：物理与信息技术学院班级：2011级电子科学与技术班成员：杨万宗光照强度测试电路设计报告引言随着时代的进步和发展，传感器技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。
传感器是将感受的物理量、化学量等信息，按一定规律转换成便于测量和传输的信号的装置。
本设计题目是光敏电阻测量光照强度，用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小，从而使输出电压值改变，通过测量输出电压值的大小就可以间接的测量光照的强度了。
光照强度自动检测电路可以自动检测光照强度的强弱并显示给人们知道此时光照强度的强弱。
该电路还可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该电路系统可以发出警报通知（红灯亮）或直接采取措施使光照强度限定在此范围内。
人们可以通过看此电路装置的显示了解现在的光照状态，做合理的光照调节。
该设计可分为三部分：即光照采集检测部分、光照强度信号处理部分、光照强度显示部分。
还可加上报警部分（蜂蜜器）。
对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光的强弱到电阻值变化的信号转换，本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现，要求对各种基本的电子元器件，光敏电阻、电阻、二极管、电压比较器等熟悉，掌握Proteus 仿真软件，本设计具有有线路简单、结构紧凑、成本低等特点。
一、设计的基本思路和系统特点光敏电阻的阻值随光照强度的不同而改变，当光照强度增强时，光敏电阻的阻值减小，光敏电阻所在支路的电流减小；反之，当光照强度减弱时，光敏电阻额阻值增大，所在支路的电流增大。
电压比较器一般有两个输入端，一个输出端，通过对输入端的两个电压进行比较，根据两个输入电压的大小关系经电压比较器运行后输出相对应的电压值。
发光二极管是能将电信号转化为光信号的电路元件，当二极管正接时，二极管会发光；若二极管反接，则不会发光。
在电压比较器的输入端利用光敏电阻调节输入电压的大小（不同光照强度时得到的输入电压会不同），与参考电压比较，通过电压比较器时在输出端就会得到不同的电压，而后用发光二极管进行测试，根据发光二极管是否发光判断光照强度的强弱。
通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告通信系统综合实验报告一、实验目的本实验旨在探究通信系统的各种关键要素，并通过实际操作和数据分析来验证理论知识的应用。
二、实验设备1. 信号发生器：用于产生不同频率、幅度和波形的信号。
2. 示波器：用于观测和测量信号的波形、幅值和频率等。
3. 混频器：用于合并和分离信号。
4. 模拟调制解调器：用于模拟信号的调制和解调。
5. 数字调制解调器：用于数字信号的调制和解调。
6. 信道模型：用于模拟信道传输过程中的噪声和损耗。
7. 通信接口：用于连接实验设备和计算机。
三、实验步骤1. 信号发生器设置- 将信号发生器连接到示波器，设置合适的频率和幅度。
- 通过示波器观察并记录信号波形。
2. 信号调制- 使用模拟调制解调器将基带信号调制为高频信号。
- 使用数字调制解调器将数字信号调制为高频信号。
- 观察和记录调制后的信号波形，并与之前的基带信号进行对比。
3. 信号解调- 使用模拟调制解调器将高频信号解调为基带信号。
- 使用数字调制解调器将高频信号解调为数字信号。
- 观察和记录解调后的信号波形，并与之前的高频信号进行对比。
4. 信道传输- 将信号通过信道模型进行传输，并引入一定的噪声和损耗。
- 观察和记录传输前后的信号波形，并分析噪声和损耗对信号质量的影响。
5. 实验数据分析- 根据实验中观察和记录的数据，分析信号调制、解调和信道传输的性能。
- 绘制实验结果图表，比较不同参数下的信号质量差异。
- 探讨实验中遇到的问题和改进措施。
四、实验结果与结论通过实验，我们验证了信号调制、解调和信道传输对于通信系统的重要性。
合理的调制方式和适当的信道模型可以提高信号的质量和传输效率。
同时，实验中观察到噪声和损耗对信号的影响，为进一步优化通信系统提供了思路和方向。
五、实验总结本实验通过实际操作和数据分析，深入了解了通信系统的综合应用。
实验过程中，我们不仅学习了相关的理论知识，还充分感受到了实际应用中的挑战和改进空间。
光照强度检测系统及方法
光照强度检测系统及方法一、引言光照强度是指其中一给定区域内光线的强弱程度，对于室内照明、光伏发电等领域来说是十分重要的参数。
为了方便实时监控和调节光照强度，本文提出了一种光照强度检测系统及方法。
二、系统概述该系统由光照传感器、数据采集模块、信号处理模块和显示模块组成。
光照传感器负责实时采集光照强度数据，数据采集模块进行数据采集和传输，信号处理模块对采集到的数据进行处理和分析，最后通过显示模块将结果展示给用户。
三、系统设计1.光照传感器选择光照传感器是上述系统的核心部件，可以选择光敏电阻、光电二极管、光敏三极管或光电效应传感器等。
其中光敏电阻是较为常见和简单的光照传感器。
2.传感器接口电路设计为了保证光照传感器工作的稳定性和准确性，需要设计相应的传感器接口电路。
常见的设计包括低通滤波器和放大器电路。
低通滤波器用于滤除高频噪声，放大器用于放大传感器输出的微小电压信号。
3.数据采集与传输数据采集模块接收光照传感器输出的模拟电压信号，并将其转换为数字信号。
采用模数转换器（ADC）进行信号转换，并通过通信接口（如串口、SPI或I2C）将数据传输给信号处理模块。
4.信号处理与分析信号处理模块负责对采集到的光照强度数据进行处理和分析。
可以采用滑动窗口、均值滤波或加权平均等算法对数据进行平滑处理，排除异常值的影响。
同时，可以设定不同的阈值和报警规则，当光照强度超过或低于设定的范围时，发出报警信号。
5.结果展示最后的显示模块将处理后的光照强度数据展示给用户。
可以使用液晶显示屏、LED指示灯或手机APP等方式进行展示。
用户可以根据展示结果来判断光照强度是否符合要求，并进行相应的调节措施。
四、系统优势1.系统结构简单，组件易于获得，可快速实施。
2.采用先进的滤波和处理算法，能够准确测量光照强度。
3.可以根据实际需求设定不同的阈值和报警规则，及时发现和解决光照问题。
4.显示模块可以提供直观的光照强度数据，方便用户了解和调整。
光照强度检测的课程设计
光照强度检测的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光照强度的概念，掌握光照强度的计量单位及其换算。
2. 学生能够描述影响光照强度的因素，如光源距离、光线传播介质等。
3. 学生能够掌握使用光照强度计进行数据采集、处理和分析的方法。
技能目标：1. 学生能够操作光照强度计，进行实地测量，并准确记录数据。
2. 学生能够运用所学知识，分析实际环境中的光照强度问题，提出合理的解决方案。
3. 学生能够通过小组合作，进行实验设计和实施，提高实验操作和问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到光照强度检测在日常生活和科学研究中的重要性，增强学以致用的意识。
2. 学生在实验过程中，能够培养耐心、细致、严谨的科学态度，提高对实验结果的敬畏心。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，学会互相尊重、倾听、交流和分享。
本课程针对初中物理学科，结合学生年龄特点和认知水平，注重理论与实践相结合，以培养学生的实验操作能力、问题解决能力和科学素养为核心。
通过具体可衡量的课程目标，使学生在掌握光照强度相关知识的同时，提高实验技能和情感态度价值观。
为实现课程目标，后续教学设计和评估将围绕具体学习成果展开。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识学习：- 光照强度的概念及其计量单位- 影响光照强度的因素：光源距离、光线传播介质等- 光照强度计的原理与使用方法参考教材章节：第三章《光现象》第2节《光照强度的测量》2. 实践操作与数据处理：- 实地操作光照强度计进行数据采集- 数据记录、处理和分析方法- 实验结果讨论与误差分析3. 实验设计与问题解决：- 设计简单的光照强度实验方案- 实施实验并解决实验过程中遇到的问题- 小组合作、交流分享实验心得教学进度安排：第1课时：理论知识学习，了解光照强度的概念、计量单位及影响因素。
第2课时：实践操作与数据处理，学会使用光照强度计进行数据采集、记录和处理。
数字式光照强度检测仪的设计实现_实验报告
电子电路实验（三)设计总结报告设计选题一：数字式光照强度检测仪的设计实现院(系) ：自动化学院班级：**********学号：**********学生姓名：******指导教师：******2011年5月摘要本实验中采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
具体方法是将三路光敏电阻支路并联接入电路中，其中一路串接一固定电阻，另外两路分别串接电位器，利用光敏电阻值随光照强度变化的特性，使得电路的输出电压而变化。
根据这一特性，结合光照强度和输出模拟电压之间的关系，分别对三路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压，将模拟电压通过ADC0804模数转换器转换为数字电压，通过VC语言编程，将其集于单片机中，进行比较以后通过两位数码管将最大值显示出来，相应地控制点亮对应的小数点以显示光强的方位。
通过硬件的焊接、静态和动态调试和程序的编写和修改，作品最终很好地实现了实验任务和要求，在近似无光照时数码管显示为0，正常工作时能检测三个不同方位的光强并通过两位数码管将最大数值显示出来，而两个小数点的不同组合显示对应方位。
关键词：光照强度；检测仪；设计实现2第1部分课题的任务与要求1.1 设计选题设计选题一：数字式光照强度检测仪的设计实现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，误差范围为5~10LUX(以白天中午室内日光灯的光照强度为标准定义为100 LUX )。
光照强度自动检测显示报警控制系统设计
传感器原理及应用课程设计说明书设计题目：光照强度自动检测显示报警控制系统设计学号：姓名：完成时间：2010、12、13至2010、12、19总评成绩：指导教师签章：设计题目：光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。
采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。
数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。
测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。
显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。
自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，打开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。
一、设计任务要求：设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）1、方案的设计根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格）；5）设计结束后，进行仿真调试。
2、仿真调试方案利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。
3、完成课程设计报告。
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。
光照度检测系统设计方案报告
光照度检测系统设计方案报告
基于MSP430FE425单片机的光照度检测
系统设计方案报告
组员：鬲随甲刘艺彩
系统硬件设计
该系统主要由四部分组成。
第一部分为光照度测量模块，第二部分为ADC模块，第三部分为数据分析处理模块，即软件部分，第四部分为显示模块。
光照度测量模块
光照度测量模块中，光照度传感器采用光电池，光线照射在光电池上，光电池输出电流大小发生变化，再通过I/V变换及放大电路接入片内ADC。
ADC模块
ADC模块把输入模拟电压转换成数字量。
数据处理模块
ADC采样结果通过比对标准光照度表得到标准光照度值。
通过两种不同的算法，实现两种工作模式：光圈优先和快门优先模式。
所谓光圈优先模式，即由用户输入光圈值，通过当前光照度值计算出最优快门值。
主要是通过查表的方法实现。
该表由光圈值，快门值及对应光照度值组成。
所谓快门优先模式，即由用户输入快门值，根据当前光照度值计算出最优光圈值。
其实现方法和上一样，通过查表实现。
液晶显示
液晶选用LCD048，为7位半数字液晶显示。
系统软件设计
系统软件的主流程如下：
开始——>各部分模块初始化——>检查是否有方式选择按键按下，有则进入相应工作模式处理，没有则进入休眠状态。
软件校准：
1．主要是对ADC结果范围进行确定，进而确定ADC结果的分组表；
2. 获得光电池在特定光照度条件下的输出曲线；
3. 确定两个模块各自的a系数，可通过1，2，条件分析获得。
检测光照强度的课程设计
检测光照强度的课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解光照强度的概念，掌握光照强度的计量单位及转换关系。
2. 学习使用传感器检测光照强度，了解传感器的工作原理及其在生活中的应用。
3. 掌握运用数据采集器收集、处理和分析光照数据的方法。
技能目标：1. 能够正确使用传感器检测光照强度，并进行数据采集。
2. 学会运用数据处理软件对光照数据进行分析，得出有价值的结论。
3. 培养动手操作能力，提高实验技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自然现象的好奇心和探究精神，激发学习科学技术的兴趣。
2. 增强学生的环保意识，认识到光照对生活、生产及环境的重要性。
3. 培养学生团队协作精神，提高沟通与交流能力。
本课程针对中学生设计，结合学科性质，注重理论知识与实践操作相结合。
针对学生好奇心强、动手能力逐渐增强的特点，课程设置具有趣味性、实践性和挑战性。
通过本课程的学习，学生能够掌握光照强度的检测方法，提高实验操作技能，同时培养科学素养和环保意识。
为实现课程目标，后续教学设计将围绕具体学习成果展开，确保学生能够达到预期教学效果。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材相关章节，组织以下教学内容：1. 理论知识：- 光照强度的概念及其计量单位。
- 光照传感器的工作原理和分类。
- 数据采集与处理的基本方法。
2. 实践操作：- 使用光照传感器进行光照强度的检测。
- 数据采集器的连接与操作。
- 数据处理软件的使用，分析光照数据。
3. 教学案例：- 结合实际案例，介绍光照传感器在农业、环保等领域的应用。
教学内容安排如下：第一课时：理论知识学习，包括光照强度的概念、计量单位及传感器工作原理。
第二课时：实践操作，学生分组进行光照强度检测实验，学习使用数据采集器。
第三课时：数据处理与分析，学生运用数据处理软件分析实验数据，讨论实验结果。
教学内容注重科学性和系统性，结合教材章节，确保学生能够逐步掌握光照强度检测的相关知识和技能。
通过理论与实践相结合的教学方式，提高学生对课程内容的理解和应用能力。
光照强度自动检测显示系统设计
设计题目：光照强度自动检测显示系统设
计
一、题目的认识理解
本次设计题目是光照强度自动检测显示系统设计，既然是系统
设计，我们可以将其分解为模块，把复杂问题简单化。
数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号
从而进行测量计算。
测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为
电压信号分档输出，用于显示和报警。
显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时
蜂鸣器报警。
二、设计任务要求：
设计一个光照强度自动检测、显示、<报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警<弱、适宜、强）
1、方案的设计
根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；
1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下
光电传感器的输出；
2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完
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通信系统综合实验报告实验报告
通信系统综合实验报告实验报告一、实验目的本次通信系统综合实验的目的在于深入了解通信系统的基本原理和关键技术，通过实际操作和测试，掌握通信系统的设计、搭建、调试和性能评估方法，提高对通信工程专业知识的综合应用能力。
二、实验设备本次实验所使用的主要设备包括：信号发生器、示波器、频谱分析仪、通信实验箱、计算机等。
信号发生器用于产生各种不同频率、幅度和波形的信号，作为通信系统的输入源。
示波器用于观测信号的时域波形，帮助分析信号的特性和变化。
频谱分析仪则用于测量信号的频谱分布，了解信号的频率成分。
通信实验箱提供了通信系统的硬件模块和接口，便于进行系统的搭建和连接。
计算机用于运行相关的通信软件，进行数据处理和分析。
三、实验原理1、通信系统的基本组成通信系统通常由信源、发送设备、信道、接收设备和信宿组成。
信源产生需要传输的信息，发送设备将信源输出的信号进行调制、编码等处理，使其适合在信道中传输。
信道是信号传输的媒介，会对信号产生各种干扰和衰减。
接收设备对接收的信号进行解调、解码等处理，恢复出原始信息，并将其传递给信宿。
2、调制与解调技术调制是将原始信号的频谱搬移到适合信道传输的频段上的过程。
常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等。
解调则是从已调信号中恢复出原始信号的过程，解调方式与调制方式相对应。
3、编码与解码技术编码是为了提高通信系统的可靠性和有效性，对原始信号进行的一种变换处理。
常见的编码方式有信源编码（如脉冲编码调制 PCM）和信道编码（如卷积码、循环码等）。
解码是编码的逆过程，用于恢复原始信号。
4、信道特性信道对信号的传输会产生衰减、延迟、噪声和失真等影响。
了解信道的特性对于设计和优化通信系统至关重要。
四、实验内容1、模拟通信系统实验（1）AM 调制与解调实验使用信号发生器产生正弦波信号作为原始信号，经过 AM 调制后，在信道中传输。
在接收端，使用解调电路恢复出原始信号，并通过示波器观察调制前后和解调后的信号波形，分析调制深度对信号质量的影响。
光照检测系统课程设计
光照检测系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光照检测系统的原理、组成及应用，培养学生对光学、电子学等学科的基本知识和技能，提高学生的实践能力和创新意识。
具体分为以下三个维度：1.知识目标：了解光照检测系统的基本原理、结构和工作原理；掌握光照检测仪器的使用方法和技巧；了解光照检测技术在生产、科研和生活中的应用。
2.技能目标：能够独立操作光照检测设备，进行实验操作和数据处理；能够根据实际需求，设计并制作光照检测系统；能够分析实验结果，提出解决问题的方法。
3.情感态度价值观目标：培养学生对科学的热爱和好奇心，提高学生对科学探究的兴趣；培养学生团队合作精神，提高学生沟通协作能力；培养学生环保意识，提高学生对光照污染的认识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.光照检测系统的基本原理：光的性质、光源的分类、光照度的计量等。
2.光照检测系统的组成：光照检测仪器的基本结构、功能及原理；光照检测传感器的种类、性能及应用。
3.光照检测技术的应用：光照检测技术在农业、环境、医疗等领域的应用案例分析。
4.光照检测设备的操作与维护：光照检测设备的正确使用方法、操作注意事项；设备故障的诊断与维修。
5.光照检测实验：包括光照度测量、光照分布测量、光照强度变化规律研究等实验项目。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合的方式，以提高学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：通过讲解基本原理、概念和案例，使学生掌握光照检测系统的理论知识。
2.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析光照检测技术在实际应用中的案例，提高学生的应用能力和创新能力。
4.实验法：安排一系列光照检测实验，培养学生动手能力、实验操作能力和数据处理能力。
四、教学资源为实现教学目标，我们将充分利用以下教学资源：1.教材：选用国内权威、实用的光照检测教材，为学生提供系统、科学的知识体系。
2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，拓展学生的知识视野。
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。
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光照强度检测项目设计与仿真
光照强度检测项目设计与仿真嘿，朋友们！今天咱们来唠唠这个超有趣的光照强度检测项目。
这就像是一场侦探游戏，只不过我们要侦查的不是小偷，而是那捉摸不透的光。
想象一下，光照强度就像是一个调皮的小精灵，有时候强得像个脾气火爆的拳击手，充满力量地四处出击；有时候又弱得像个胆小害羞的小老鼠，躲在角落里偷偷地张望。
而我们的检测项目呢，就是要给这个小精灵量量它到底有多大力气或者多胆小。
咱先说这个项目的设计。
这就好比是给这个光照小精灵盖一座专属的小房子，一个完美的检测系统。
这个小房子里得有各种各样奇特的小工具，传感器就像是这个房子里最敏锐的小耳朵，能听到光照小精灵的每一个小动作。
它伸着小触角，时刻准备着捕捉光照强度的每一丝变化，哪怕是光照小精灵偷偷打个小喷嚏（微小的光照变化），都逃不过它的耳朵。
然后是算法部分，这算法就像是这个小房子里的超级大脑。
它得把传感器这个小耳朵听到的信息进行分析整理。
这算法要是没设计好啊，就像是大脑突然短路了，光照小精灵在那手舞足蹈（强度大幅变化），它却还在那发呆，完全搞不清楚状况。
接着就是仿真啦。
仿真这个环节就像是给这个光照检测小房子进行一场预演。
我们在一个虚拟的世界里，让光照小精灵尽情地玩耍，看看这个小房子能不能很好地应对它的各种调皮捣蛋。
如果在仿真里出了问题，那就像是在排练话剧的时候演员突然忘词了，场面一度十分尴尬。
在这个项目里，我们还得考虑各种奇葩的情况。
比如说，万一有个超级大灯泡像个巨大的太阳一样突然出现，那传感器这个小耳朵会不会被震聋（超出检测范围）呢？又或者光线像个扭秧歌的大妈，忽强忽弱地闪烁，我们的算法这个大脑能不能跟得上节奏呢？不过呢，只要我们精心地设计好这个小房子，调试好这个超级大脑，再经过多次的预演，这个光照强度检测项目就能像一个训练有素的小卫士一样，稳稳地守护着光照强度这个调皮的小精灵。
不管这个小精灵怎么折腾，我们都能准确地知道它的状态，就像孙悟空逃不出如来佛的手掌心一样。
1222222222222光照强度自动检测显示系统设计
设计题目：光照强度自动检测显示系统设计题目的认识理解本次设计题目是光照强度自动检测显示系统设计，既然是系统设计，我们可以将其分解为模块，把复杂问题简单化。
数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。
测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。
显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。
设计任务要求：设计一个光照强度自动检测、显示、（报警）系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警（弱、适宜、强）1、方案的设计根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算（备注：1.含各种元件参数的计算过程或依据2.选定最接近计算结果的元件规格）；5）设计结束后，进行仿真调试。
2、仿真调试方案利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；给出系统整机电路图（利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件）。
一、3、完成课程设计报告。
二、设计所需基础知识及工具1、基础知识电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等部分知识。
2、设计工具电子电路EDA仿真软件：Multisim电子线路设计软件：Protel99SE。
三、方案设计及其论证（包含课题的功能与指标分析、电路的结构组成方框图、各部分单元电路间关系、单元电路方案设计考虑）1、课题功能与指标分析：本次课题设计主要是为了实现光照强度的自动检测与分档显示和报警。
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目录第一章概述 (2)第一节课题背景与意义 (2)第二节课题设计要求与指标 (2)第二章系统方案选择与确定 (3)第一节硬件系统方案选择 (3)一、光照采集模块方案选择 (3)二、无线传输模块方案选择 (3)三、 LCD显示模块方案选择 (4)四、 MCU模块方案选择 (4)第二节软件系统方案选择 (4)第三章系统硬件设计与实现 (6)第一节采集端硬件设计 (6)一、光照采集模块设计 (7)二、ATmega16L最小系统模块设计 (8)三、无线传输模块设计 (9)第二节终端硬件设计 (10)一、LCD显示模块设计 (11)二、变压电路设计 (12)第四章系统软件设计与实现 (13)第一节程序整体设计 (13)第二节光照采集与AD转换程序设计 (13)第三节无线传输程序设计 (14)第四节LCD显示程序设计 (16)第五节程序下载 (17)第四章测试结果及讨论 (18)第一节LCD显示测试 (18)第二节光照采集与显示测试 (19)心得体会 (21)参考文献 (22)附录 (23)一、器件清单 (23)二、工具清单 (23)三、实物图 (24)四、程序代码 (24)第一章概述第一节课题背景与意义在现代农业和工业领域，经常需要对一些环境参数进行监测，以做出相应处理，确保设备和系统运行在最佳状态。
随着科技的发展，对环境参数监测系统的要求也越来越高；因此基于传感器、单片机和无线通信芯片设计出一种无线环境参数监测系统十分的重要。
光照强度是一个重要的环境参数，在工业和农业领域有着重要的应用，本课程设计介绍一种可以应用在许多领域的无线光照强度监测系统，实现对环境中的光照强度进行实时采集处理、无线传输与显示的功能。
本文的主要研究工作集中在光照强度监测系统的设计上，通过C语言编程对单片机进行控制，使单片机控制光照采集传感器、无线通信芯片和LCD，实现系统功能。
在本课题的基础上可以设计完成一个高速、方便、稳定的环境数据监测采集和传输系统，可以广泛应用于现代农业和工业领域。
第二节课题设计要求与指标本系统以环境光照强度为研究对象，应满足的要求与指标为：1、监测点光照强度测量精确，精度大于0.1lux；2、将监测点的参数数据以无线方式发送至汇节点，并LCD显示，要求分立元件实现的无线传输距离大于20cm，无线传输模块实现的传输距离大于1km；3、无线传输设备具有较强的抗干扰能力；4、设备具有较高的实时性；5、设备功耗功耗较低。
第二章系统方案选择与确定第一节硬件系统方案选择系统硬件部分主要分为采集端和终端两个部分，采集端应包含：光照采集模块、MCU模块、无线传输模块；终端应包括：MCU模块、无线传输模块、LCD 显示模块。
针对各个模块，分别有几种不同的方案，本节将各个模块的方案进行比较并确定最终方案。
一、光照采集模块方案选择系统要求采集环境内实时光照强度，并有一定的精确度，光照采集模块有下列两种方案：方案一：采用光敏电阻及相关的外围电路，设计成的自制光照采集模块，用于采集环境光照信息。
使用光敏电阻的电路结构简单、实时性高、成本低，但是一般的光敏电阻精确度较低，难以达到课题的要求。
方案二：采用光照传感器Po188采集环境的光照信息。
使用光照传感器Po188的电路结构简单、实时性好、成本较低，灵敏度高、电流随光照度增强呈线性变化，采集精确度高，符合课题要求。
故采用该方案。
二、无线传输模块方案选择系统要求采集端通过无线的方式将采集到的光照强度信息发送到终端，终端也是采用无线的方式接受采集端发来的数据。
无线通信模块方案有下列几种方案：方案一：通过自制的无线通信模块，但是由于是采用分立元件设计的自制无线通信模块，工作不稳定，抗干扰性差，不满足题目的要求，故不采用该方案。
方案二：采用无线串口进行无线数据通信，具有接口简单，只需利用单片机的串口就可建立无线通信，采用该模块成本较高，虽然能够满足题目要求，但是考虑到系统的成本，不采用该方案。
方案三：采用无线收发模块nRF24L01，该模块采用SPI接口可以很方便的与MCU建立通信，发送与接受只需通过简单的将控制指令通过SPI接口写入nRF24L01就可以发送和接收数据。
具有低的系统费用(低速微处理器也能进行高速射频发射)，数据在空中停留时间短，抗干扰性高。
故采用该方案。
三、LCD显示模块方案选择系统的终端需要实时地将环境光照强度信息显示出来，选择1602液晶模块，该模块能够显示32个ASCII码，并且电路结构简单，能够满足系统的数据显示要求，故采用液晶1602进行数据显示。
四、MCU模块方案选择方案一：采用51系列单片机及其最小系统作为MCU模块，其特点是结构简单，使用的是CISC指令系统，冯诺依曼总线结构，系统功能易于实现，成本低，但是处理速度较慢，故不采用此方案。
方案二：采用A VR系列单片机及其最小系统作为MCU模块，其特点是结构简单，使用的是RISC指令系统，哈佛结构总线结构，处理速度较快，更好的满足系统实时性的要求，同时功耗较低。
故采用该方案，我们选用的是ATmega16L 单片机。
第二节软件系统方案选择软件系统采用模块化设计思想，分别使用C语言对对采集端和终端的MCU 进行编程。
软件系统的编译环境采用的是采用A VR单片机C语言集成开发环境code vision1.25.3，是HP Info Tech专为A VR系列单片机设计的一款低成本C语言编译器。
它产生的代码非常严密，效率很高，不仅包括了A VR的C编译器，同时也是一个集成IDE的A VR开发平台，简称CV A VR。
基于高级语言开发单片机系统具有语言简洁，可读性强，可移植性好，可进行结构化和模块化程序设计等优点。
图2-1为code vision1.25.3的开发环境。
图2-1 code vision1.25.3的开发环境第三章系统硬件设计与实现系统硬件部分主要分为采集端和终端两个部分，采集端应包含：光照采集模块、MCU模块、无线传输模块；终端应包括：MCU模块、无线传输模块、LCD 显示模块。
图3-1为系统硬件设计框图。
图3-1 系统硬件设计框图第一节采集端硬件设计采集端主要由光照采集模块、MCU模块，即ATmega16L最小系统、以及无线传输模块构成，采集端电路图如图3-2所示。
图3-2 采集端硬件电路图一、光照采集模块设计采集端的光照采集模块的主要器件是光照传感器Po188。
Po188是一个光电集成传感器，典型入射波长为λp=520nm，内置双敏感元接收器，可见光范围内高度敏感，输出电流随照度呈线性变化。
Po188的主要特性有：暗电流小，低照度响应，灵敏度高，电流随光照度增强呈线性变化；内置双敏感元，自动衰减近红外，光谱响应接近人眼函数曲线；内置微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路，输出电流大，工作电压范围宽，温度稳定性好；可选光学纳米材料封装，可见光透过，紫外线截止、近红外相对衰减，增强了光学滤波效果；符合欧盟RoHS指令, 无铅、无镉等。
光照采集模块Po188连接电路图如图3-3所示，Po188输出特性曲线如图3-4所示。
图3-3 Po188电路图图3-4 Po188输出特性曲线二、ATmega16L最小系统模块设计采集端和终端的MCU模块都由ATmega16L单片机及其最小系统。
ATmega16是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。
由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达 1MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
ATmega16L最小系统主要由ATmega16L芯片、晶振电路、复位电路组成。
ATmega16L芯片的工作电压2.7v-5.5v，我们采用的是3.3v供电，由电源电路提供。
在ATmega16L芯片的XTAL1和XTAL2之间加上8M的晶振，通过30pf电容接地为单片机提供工作时钟。
在RESET引脚加上低电平复位的复位电路，一开始上电的时候是自动上电复位，后来工作过程中通过复位开关实现手动复位。
ATmega16L最小系统如图3-5所示。
图3-5 Atmega16L最小系统三、无线传输模块设计无线传输模块使用的主要芯片是nRF24L01，nRF24L01是一款工作在2.4~2.5GHz世界通用ISM频段的单片无线收发器芯片。
无线收发器包括:频率发生器、增强型SchockBurst模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器解调器。
输出功率频道选择和协议的设置可以通过SPI接口进行设置。
芯片电流消耗极低，当工作在发射模式下发射功率为-6dBm 时电流消耗为9.0mA，接收模式时为12.3mA掉电模式和待机模式下电流消耗更低。
支持六路通道的数据接收，工作电压为1.9v~3.6v。
无线传输模块示意图如图3-6所示。
在实际电路中我们使用的是集成的nRF24L01模块，如图3-7所示。
图3-6 nRF24L01与单片机连接示意图图3-7 nRF24L01集成模块实物nRF24L01集成模块有8个引脚，各个引脚的功能及与单片机的连接如表3-1所示。
引脚名称引脚功能描述与Atmega16L连接1 VSS电源接地（0V）2 VDD电源电源（+3V）3 CE数字输入RX或TX模式选择PB24 CSN数字输入SPI片选信号PB15 MOSI数字输入从SPI数据输入脚PB66 MISO数字输出从SPI数据输出脚PB57 SCK数字输入SPI时钟PB78 IRQ数字输出可屏蔽中断脚PD2表3-1 nRF24L01集成模块引脚功能在系统工作时，采集端单片机将光照传感器采集到的光照强度信息处理后传给采集端的无线传输模块，采集端的无线模块将32字节信息打包，通过无线传输协议发送，终端的无线传输模块接收，传给单片机，通过相关处理，显示结果。
第二节终端硬件设计终端主要由LCD显示模块、MCU模块，即ATmega16L最小系统、以及无线传输模块构成，终端电路图如图3-8所示。
图3-8 终端硬件电路图终端中的MCU模块，ATmega16L最小系统、无线传输模块的设计与采集端类似，故不再赘述，下面介绍一下终端中的LCD显示模块和变压电路。
一、LCD显示模块设计终端中选用的是字符液晶显示器1602，工作电压为5V，两行显示，每行显示16个字符，一共有16个引脚，1602引脚功能如表3-2所示。
表3-2 1602引脚功能在1602的引脚中，7—14 DB0-DB7八位数据总线，三态双向。
实际使用时，用的是DB4-DB7这四位数据线，这样节省了ATmega16L的I/O资源。
因为液晶引脚是与单片机PA口相连的，PA口只有八位，液晶4、5、6引脚分别接的PA0、PA1、PA2，剩下的只有五个口，所以用四位数据线分两次传送来缓解接口的紧张。