光照强度自动检测显示系统设计
基于单片机的光强检测系统
基于单片机的光强检测系统在现代科技的快速发展中，对于光强的精确检测在许多领域都具有重要意义，例如农业生产中的光照控制、工业环境中的照明监测以及日常生活中的节能照明等。
基于单片机的光强检测系统凭借其高精度、低成本和易于实现的特点，成为了光强检测领域的重要工具。
一、光强检测系统的工作原理基于单片机的光强检测系统主要由光传感器、信号调理电路、单片机以及显示模块等部分组成。
光传感器负责将光信号转换为电信号，常见的光传感器有光敏电阻、光敏二极管和光敏三极管等。
这些传感器的电阻值或电流值会随着光照强度的变化而发生改变。
信号调理电路的作用是对光传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以提高信号的质量和稳定性。
经过调理后的信号被送入单片机进行数据采集和处理。
单片机是整个系统的核心，它负责控制数据的采集、处理和传输。
通过内置的模数转换器（ADC）将模拟信号转换为数字信号，并根据预设的算法对数字信号进行分析和计算，从而得到光强的数值。
最后，通过显示模块将光强的数值直观地展示给用户。
显示模块可以是液晶显示屏（LCD）或发光二极管（LED）等。
二、硬件设计1、光传感器的选择在选择光传感器时，需要考虑其响应特性、灵敏度、线性度以及工作温度范围等因素。
例如，光敏电阻价格低廉，但响应速度较慢且线性度较差；光敏二极管和光敏三极管具有较好的响应速度和线性度，但价格相对较高。
根据具体的应用需求和成本预算，选择合适的光传感器。
2、信号调理电路由于光传感器输出的电信号通常比较微弱，且可能存在噪声干扰，因此需要设计合适的信号调理电路。
信号调理电路一般包括放大器、滤波器和电压跟随器等部分。
放大器用于将微弱的电信号放大到适合单片机处理的范围；滤波器用于去除信号中的噪声干扰；电压跟随器用于提高信号的驱动能力。
3、单片机的选型单片机的选型需要综合考虑性能、价格、引脚数量、存储空间和开发难度等因素。
常见的单片机有 51 系列、STM32 系列和 Arduino 系列等。
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 )。
基于stm32的光照度计设计
基于STM32的光照度计设计简介光照度计是一种用于测量光照强度的仪器，常用于环境监测、植物生长研究等领域。
本文将介绍基于STM32微控制器的光照度计设计方案，包括硬件设计、软件开发和实现过程。
硬件设计光敏电阻光敏电阻是测量光照强度的关键组件。
通过光敏电阻的电阻变化，可以反映光照强度的变化。
选择合适的光敏电阻非常重要，常见的有CdS电阻和硅光敏电阻。
在设计中，需要考虑到光敏电阻的灵敏度、响应时间以及线性度等因素。
STM32微控制器选择适合的STM32微控制器是设计中的重要一环。
根据光照度计的要求，需要考虑处理速度、存储容量、外设接口等因素。
根据实际需求选择合适的型号，如常见的STM32F1系列、STM32F4系列等。
模拟数字转换光敏电阻的变化是模拟信号，需要通过模拟数字转换（ADC）将其转换为数字信号。
STM32微控制器内置了多个ADC通道，可以直接进行模拟信号的转换。
在设计中，需要合理选择ADC的采样频率和精度。
显示模块光照度计的测量结果通常需要实时显示，可以选择液晶显示屏或数码管等显示模块。
在设计中，需要考虑到显示模块的接口和显示效果。
电源模块为了保证系统的正常运行，需要合理设计电源模块。
可以选择使用稳压芯片或者电池供电加稳压模块的方式，以提供稳定的供电电压。
软件开发STM32 CubeMXSTM32 CubeMX是STMicroelectronics官方提供的一款软件工具，可以用于生成STM32的初始化代码。
通过配置界面化的操作，可以快速生成系统初始化代码，包括时钟配置、中断配置、外设初始化等。
借助STM32 CubeMX可以极大地提高软件开发效率。
Keil MDKKeil MDK是一款流行的软件开发工具，可以用于编写、编译和调试STM32的程序。
通过在Keil MDK中创建工程，可以方便地进行代码编写和调试。
程序设计在软件开发中，需要编写程序来实现光照度的测量和显示。
根据硬件设计的特点，可以利用STM32的ADC模块对光敏电阻的电阻进行模拟信号转换，并通过串口或其他方式将测量结果发送到PC或其他外设进行显示。
计算机控制课程设计单片机光照强度检测系统本科论文
摘要BH1750是一款新型的测光芯片，本设计系统就是基于BH1750设计的测光系统，它可以自动检测光照强度的强弱并显示让人们知道此时光照强度的强弱。
人们可以通过看此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：即光照检测部分、信号处理部分、光强显示部分。
对于光照检测部分是利用BH1750作为检测元件及信号处理元件，其内部集成了AD转换芯片。
它可以完成从光强到电信号的转换并将信号处理进行处理。
对输入信号处理后，就可以用来显示了。
对于显示部分可利用LCD1602来显示，不同的光强对应于不同的数值，就能简单的显示出不同的光强了。
本设计就是由单片机STC89C52RC芯片，BH1750模块和1602液晶为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机光照强度检测系统。
该光照强度检测系统可以通过检测光照强度，使得光照在低于或高于一定强度的时候发出警示，是一种常用的测试仪器。
关键词：51单片机，LM7805，BH1750，1602液晶目录0 引言 (1)1设计内容与要求 (1)1.1 设计任务 (1)1.2 设计要求 (1)2 方案总体设计 (1)2.1 光照强度采集方案设计 (2)2.2 控制芯片及实现方案 (3)2.3 数据显示方案 (3)2.4 系统总体框图 (4)3 硬件设计 (5)3.1 单片机最小系统 (5)3.2 BH1750采集模块 (6)3.3 液晶显示模块 (6)3.4 系统电源 (7)3.5 整体电路和PCB图 (8)4 软件设计 (9)4.1 keil软件介绍 (9)4.2 程序流程图 (10)4.3 各模块程序 (10)5 仿真与实现 (15)5.1 Proteus软件介绍 (15)5.2 仿真过程 (16)5.3 实物制作与调试 (17)6 总结 (18)7 参考文献 (19)0 引言随着改革开放的不断深化和城镇化的不断发展，越来越多的人移居到城市生活，而这需要足够的食物作为支撑。
通信系统综合设计报告——光照强度监测系统设计
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。
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。
光电设备中的自动控制系统设计与实现
光电设备中的自动控制系统设计与实现自动控制系统是指通过感知环境的信号，采集相关数据并进行处理，最终通过控制执行机构，实现设备的自主运行和调节。
在光电设备中，自动控制系统起着至关重要的作用。
本文将着重探讨光电设备中自动控制系统的设计与实现。
一、光电设备的自动控制需求光电设备包括光电传感器、光电二极管、光敏电阻等，这些设备主要用于光电转换和检测。
在实际应用中，光电设备往往需要根据外部环境的变化，自动调节其工作状态以保证其性能和可靠性。
例如，对于光电传感器来说，当光照强度不断增大时，传感器的输出电压应该随之增大，以保证其灵敏度和稳定性。
而对于光电二极管或光敏电阻来说，当光照条件发生变化时，需要根据传感器输出的信号，通过自动控制系统调节执行机构的工作状态，实现设备的自动调节。
二、自动控制系统的基本原理在光电设备中，自动控制系统的设计与实现需要遵循以下基本原理：1.感知环境信号：通过光电设备中的传感器，感知和采集外部环境的光照强度或其他相关信号。
2.信号处理与分析：将传感器采集到的信号进行处理和分析，得到与环境变化相关的信息。
3.控制决策：根据信号处理与分析的结果，进行控制决策，确定执行机构的工作状态。
4.执行机构控制：根据控制决策结果，通过驱动电路或其他方法，控制执行机构的运动状态或工作参数。
三、自动控制系统的设计与实现步骤1.需求分析：根据实际应用需求，明确自动控制系统的功能和性能要求，包括感知环境信号的类型和范围、控制精度等。
2.传感器选择与布置：根据需求分析，选择适合的光电传感器，并合理布置在光电设备中的合适位置，以获得准确的环境信号。
3.信号处理与分析电路设计：根据传感器输出的信号特点，设计合适的信号处理电路，将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，并进行滤波、放大等处理，以便后续的控制决策。
4.控制算法设计：根据信号处理与分析的结果，设计合适的控制算法，用于控制决策，确定执行机构的工作状态。
可以采用PID控制算法等经典控制算法或者根据实际情况设计特定的控制策略。
实验用光照自动调控系统
主要内容
设计过程
不足之处
无线传输模块
目前使用较广泛的近距无线通信技术是红外传输、Wi-Fi和蓝牙。 红外传输经常受到温度、辐射等干扰，且无法穿过实体进行 传输； Wi-Fi数据安全性方面比蓝牙技术要差一些，而且数据传输 相对复杂； 蓝牙，是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电 技术。
背景及意义
主要内容
设计过程
不足之处
光照强度采集模块
方案一：用光敏电阻作为检测元件 方案二：用光传感器PO188作为检测元件 方案三：用数字光强传感器BH1750作为检测元件
背景及意义
主要内容
设计过程
不足之处
光照强度采集模块
本次设计采用数字光强传感器BH1750作为检测元件，它 具有以下优点： • 光照度范围：0-65535 lx； • 传感器内置16位A/D转换器； • 直接数字输出，省略复杂的计算； • 不区分环境光源； • 接近于视觉灵敏度的分光特性； • 可对广泛的亮度进行1勒克斯的高精度测定；
不足之处
设计结果
演示
背景及意义
主要内容
设计过程
不足之处
总结与不足
存在小范围的误差； 系统操作应进一步优化设计。
谢谢观看
背景及意义
主要内容
设计过程
不足之处
按键电路
本设计不需要太多 的按键操作，所以采用 独立键盘，它由四个按 键组成电路。K1、K2、 K3决定设定值大小，设 定值的范围为0~999。
背景及意义
主要内容
设计过程
不足之处
晶振电路
晶振频率：11.0592MHz
晶振就是在整个电 路的时序中提供一个基 本的时钟信号，单片机 的一切指令的执行都是 建立在这个基础上的，
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。
环境温度、光照检测报警系统设计
课程设计报告课程名称：单片机技术课程设计题目：环境温度、光照检测报警系统设计学生姓名：学号：二级学院：专业：电子信息科学与技术班级：指导教师姓名：起止时间：2018 年 9 月—— 2019 年 1 月报告评分：课程老师签名：环境温度、光照检测报警系统设计摘要：环境温度、光照检测报警系统是日常生活和工业应用非常广泛的工具，能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。
此系统是基于STC89C52单片机设计的，包括DS18B20温度采集模块，光敏传感器，液晶显示屏，蜂鸣器，键盘扫描模块，PCF8591模数转换模块。
STC89C52作为控制核心，具有功耗低、价格低等优点。
温度检测报警模块采用单总线数据传输的DS18B20，改芯片具有精度高，测量范围广等特点。
光照值检测采用光敏传感器和PCF8591模数转换模块联合使用，实现将测得的模拟电压值转换为数字量信号。
显示模块采用OLED显示，对于显示数字、字母和汉字最为合适。
并对采集的数据进行分析处理和按键预设值比较，从而实现对环境中温度和光强的控制并对超标数据进行报警。
关键词：DS18B20；光敏传感器；PCF8591模数转换模块；OLED显示屏；STC89C52目录1 绪论 (1)1.1 课题的具体功能与要求 (1)1.2 课题研究的情况 (1)1.3 课题研究的意义 (1)1.4 本章小结 (1)2 方案论证 (1)2.1 总系统方案的选择 (2)2.2 各单元模块的比较 (2)2.2.1 温度传感器模块 (2)2.2.2 光照传感器模块选择 (2)2.2.3 AD转换模块选择 (2)2.3 本章小结 (2)3 硬件系统 (3)3.1 硬件系统的工作原理 (3)3.2 各单元模块的设计与原理 (3)3.2.1 51单片机最小系统 (3)3.2.2 按键模块设计 (4)3.2.3 显示模块设计 (4)3.2.4 温度的采集 (4)3.3 本章小结 (4)4 软件系统 (5)4.1 软件系统流程 (5)4.2 各单元的软件流程 (5)4.2.1 STC89C52主控单片机 (5)4.2.2 DS18B20模块 (5)4.2.3 PCF8591 (5)4.2.4 OLED模块 (5)4.3 本章小结 (5)5 系统调试 (6)5.1 硬件的检测 (6)5.2 单元模块的调试 (6)5.2.1 主控STC89C52的调试 (6)5.2.2 DS18B20模块 (6)5.2.3 PCF8591模块 (6)5.2.4 OLED模块 (6)5.2.5 系统运行调试 (6)5.3 本章小结 (6)6 总结与展望 (7)参考文献 (7)附录 (8)环境温度、光照检测报警系统设计本次的课程设计为环境温度和光照检测报警系统，该装置基于STC89C52 单片机，对温度传感器DS18B20 和光敏传感器采集的温度和光强信息进行相关处理，然后送到人机接口界面液晶显示模块OLED显示屏进行显示。
基于STM32的光照控制系统设计
基于STM32的光照控制系统设计光照控制系统是一种智能化的系统，用于根据环境光照条件来自动控制光照强度和光照时间。
基于STM32的光照控制系统设计可以通过使用STM32单片机来实现自动控制和监测功能。
首先，这个系统需要连接一个光敏电阻或其他类型的光强传感器来感知环境光照强度。
这个传感器将会测量当前光照强度并将数据传输给STM32单片机。
STM32单片机可以使用其内部的模拟输入输出引脚来接收传感器的输入信号。
接下来，STM32单片机可以使用其通用输入输出引脚来控制光照设备，如LED灯或电动窗帘。
通过连接这些设备到适当的引脚，并配置STM32单片机来控制信号的输出，系统可以根据测量到的光照强度自动调整光照设备的亮度或打开/关闭状态。
为了实现自动控制功能，我们可以利用STM32单片机的定时器功能来设置时间间隔和光照控制策略。
通过定时器中断功能，系统可以在特定的时间间隔内检测光照传感器的数据，并根据设定的光照控制策略来调整光照设备的状态。
此外，为了进行人机交互，可以添加LCD显示屏和按键等外围设备。
通过连接这些设备到STM32单片机，我们可以实现对光照控制系统的设置和监测。
LCD显示屏可以显示实时的光照强度和控制设备的状态，而按键可以用来调整控制策略。
在软件设计方面，需要编写适当的嵌入式软件来驱动STM32单片机并实现所需的功能。
这可以通过使用C语言或汇编语言来实现。
软件设计包括配置STM32单片机的引脚功能、定时器和中断、编写传感器数据采集和控制设备操作的代码。
在系统测试方面，可以使用一个模拟的光源和光照传感器来模拟不同光照条件，并观察系统的响应。
通过调整光源的强度和传感器的位置，可以测试系统在不同情况下的性能和可靠性。
综上所述，基于STM32的光照控制系统设计可以利用STM32单片机的硬件和软件功能来实现智能的光照控制功能。
通过测量环境光照强度，自动调整光照设备的状态，可以提供便捷和舒适的照明环境。
基于单片机的光照度自动调节系统设计论文大学论文
摘要随着互联网技术带动下的物联网的发展，智能家居逐渐开始迅猛发展。
照明作为家庭用电中的重要部分，智能照明也拥有广阔的发展前景。
而且随着人们对能源节约的越来越深入人心的认识，设计一种可以随着光照强度的变化来调节自身亮度的照明设备显得很有必要。
针对这一问题，本设计采用光照传感器模块采集环境光照强度，然后利用STC89C51单片机对灯光亮度进行控制，完成了光照强度的实时检测与显示，同时可对灯光进行相应的亮度调节，完成了各功能模块的硬件电路设计和软件程序编写，最后用Proteus进行了模拟仿真。
仿真结果表明该设计实现了光照强度的实时检测与显示并能对灯光亮度进行适当调节。
关键词：智能照明；光照强度检测；STC89C51；灯光自动控制；AbstractWith the development of Internet technology, the smart home is beginning to develop rapidly.As an important part of the household,intelligent illumination also has a huge development prospect.And as the understanding of energy saving is deeply rooted in people’s mind, designing a kind of light which can change its light intensity with the surrounding is very necessary.In order to solve this problem, this design uses the light sensor module to collect environmental light intensity and then use STC89C51 microcontroller to control the light pleted the real-time detection and display for the light intensity, and to adjust the brightness of the lighting accordingly a system of the design of the hardware system and software program. After the simulation with the Proteus. The simulation results show that the design realizes the real-time detection and display of the light intensity and can adjust the brightness of the light.Keywords：Intelligent lighting；Light intensity test；STC89C51；Automatic lighting control目录摘要 (I)目录 (III)1 绪论......................................................... - 1 -1.1 课题研究的背景及意义..................................... - 1 -1.2 国外研究现状............................................. - 2 -1.4 本设计主要内容........................................... - 3 -2 方案分析..................................................... - 4 -2.1 光照传感器的方案分析..................................... - 4 -2.2 调光方式的方案分析....................................... - 4 -3 硬件设计..................................................... - 6 -3.1 硬件选型及电路设计....................................... - 6 -3.1.1 单片机............................................ - 6 -3.1.2 晶振电路.......................................... - 7 -3.1.3 复位电路.......................................... - 8 -3.1.4 光照强度传感器.................................... - 8 -3.1.5 显示电路......................................... - 10 -3.1.6 调光电路.......................................... - 11 - 3.2 整体电路设计............................................ - 12 -4 软件设计.................................................... - 13 -4.1 系统软件功能............................................ - 13 -4.2 程序调试................................................ - 14 -4.3 仿真分析................................................ - 16 -致谢......................................................... - 23 -参考文献.................................................... - 24 -附录：程序代码................................................. - 26 -1 绪论1.1 课题研究的背景及意义电灯是人类最伟大的发明之一。
基于BH1750-的实时光照强度监测系统2
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采用USB电源供电方式，ISP线烧下载程序和 硬件复位。在后期调试过程中，通过USB连接 电脑，将修改编译过的程序直接通过USB下载 到系统中。
1、通过USB/RS232转 换线，把USB接口换为标 准RS232接口。
2、采用NPN三极管 8050代替MAX232，把 RS232电平转换为USB数 字电平。
采样方案说明：
光敏二极管、光敏电阻、BH1750这三个方案。
对比这三个方案，可以直观的看出方案一和方案二比较方案三来 说结构简单、易于实现，方案三采用集成电路方式，精度更高、可靠 性更好，但实现难度较高。方案一采用光敏二极管感受光照变化情况， 通过负载电阻RL转化为电压信号。方案二是方案一的升级，提高了可 靠性和精度。方案三采用集成电路方式，将感受到的光照变化，转换 为数字信号，直接与处理器进行通讯，更加的方便可靠。
temp=(float)dis_data/1.2;
conversion(temp);
//计算数据和显示
Display ();
//显示
}
}
3 研究 成果
Result (成果)
1 系统实物制作并完成调试，成功达到设计效果。
实现了设计的要求、能进行正常的工作和演示。 并通过实验测试得到了数据结果，且对数据的正确 性进行了分析验证。
手机电筒
0
660
手机电筒
30
523
手机电筒用一张图片60来说明研究成果239
手机电筒
90
32
备注
测试距离 20cm。
Result (成果)
返回主线
500 400 300 200 100
0
3500 3000 2500 2000 1500 1000
基于CMOS图像传感器的照度检测系统设计与实现
基于CMOS图像传感器的照度检测系统设计与实现基于CMOS图像传感器的照度检测系统设计与实现摘要：照度检测是电子设备中常用的功能之一，通过测量光照强度来实现。
本文基于CMOS图像传感器设计了一种照度检测系统，通过分析图像传感器工作原理、信号采集和处理，以及照度检测算法的设计，实现了对环境照度的准确检测。
实验结果表明，该系统在不同光照条件下能够提供稳定、准确的照度检测功能。
关键词：CMOS图像传感器；照度检测系统；信号采集与处理；照度检测算法1. 引言照度检测是光电设备和自动控制系统中广泛应用的一项功能。
通过测量光照强度，可以实现对环境亮度的控制和监测。
近年来，随着CMOS图像传感器的广泛应用，基于CMOS图像传感器的照度检测系统也得到了广泛关注。
本文将介绍一种基于CMOS图像传感器的照度检测系统的设计与实现过程。
2. CMOS图像传感器工作原理CMOS图像传感器是一种将光信号转换为电信号的设备。
它由感光单元阵列、像素电路和读出电路等组成。
当光照射到感光单元阵列上时，每个像素会产生一定的电流，电流的强弱与光照强度成正比。
通过像素电路将电流转换为电压信号，并通过读出电路读取图像数据。
因此，CMOS图像传感器可以实现对周围环境光照强度的检测。
3. 照度检测系统设计照度检测系统主要由CMOS图像传感器模块、信号采集与处理模块和照度检测算法模块组成。
3.1 CMOS图像传感器模块设计在本系统中，选择一款适合于照度检测的CMOS图像传感器。
通过调整传感器的曝光时间和增益等参数，可以实现对不同光照条件下的照度检测。
传感器模块的设计还包括对传感器输出图像进行预处理，消除图像中的噪声和干扰，以提高照度检测的准确性。
3.2 信号采集与处理模块设计信号采集与处理模块主要负责对传感器输出的图像数据进行采集和处理。
首先，通过模拟转数模模块将传感器输出的模拟图像信号转换为数字信号。
然后，对图像数据进行滤波和增强处理，以提高照度检测的信噪比和对比度。
基于PLC光照控制系统设计
基于PLC光照控制系统设计
简介
本文档旨在设计一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的光照控制系统，用于自动调节室内灯光的亮度。
通过该系统，可以实现智能化的照明管理，提高能源利用效率和舒适度。
系统设计
硬件组成
- PLC控制器：负责程序运行和信号输入输出。
- 光照传感器：用于检测环境中的光照强度，并将信号发送给PLC。
- 电动窗帘：用于调节室内的光线透过程度，由PLC控制其开启和关闭。
- 照明设备：通过PLC控制，实现灯光的开启、关闭和亮度调节。
系统工作原理
1. PLC通过光照传感器获取当前环境中的光照强度。
2. 根据预设的亮度要求，PLC判断是否需要调节室内光照。
3. 如果需要调节，PLC发送控制信号给电动窗帘，实现窗帘的
开启或关闭，以调节光线透过程度。
4. 同时，PLC也控制照明设备的开启和亮度调节，以满足要求
的光照强度。
系统特点
- 自动化：通过PLC的智能控制，实现自动调节室内光照，无
需人为干预。
- 节能环保：根据环境光照强度自动调节灯光亮度，降低能源
消耗，减少环境污染。
- 舒适度提升：根据用户的亮度要求，实现个性化的照明管理，提高舒适度。
结论
基于PLC的光照控制系统设计，可以实现智能化的照明管理，提高能源利用效率和舒适度。
该系统具有自动化、节能环保和舒适
度提升等特点，适用于各种室内照明场所的应用。
光敏传感器系统设计
2
2.1
1、学习光线传感器ISL29003的原理
2、掌握光线传感器ISL29003的使用方法
3、复习I2C总线的使用
2.2
1、FS_11C14开发板
2、FS_Colink V2.0
3、RealView MDK（Keil uVision4）
2.3
1、在light文件夹下找到并打开project.uvproj文件；
(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敏传感器的输出，以及在显示屏上的显示数值；
(2)电路原理图的设计；
（3）制作PCB版图
（4）编写实验报告
1.2
1.2
(1)传感器选择：选用ISL2900集成光传感器作为采集光照信号的传感器。
(2)光照测试：在室外太阳光强照射下、室内适宜光照下、室内昏暗条件下三种光照条件下分别测试。
2、编译此工程；
3、通过FS_Colink下载编译好的工程到FS_11C14开发板；
4、按Reset键复位开发板，观察OLED显示；
5、分别把开发板放在光照程度不同的地方，观察OLED显示；
6、查看ISL29003芯片手册，学习其原理及使用方法；
7、对照原理图分析实验代码
2.4
对光敏传感器进行了四次实验，分别不给光、弱光、正常光、强光。最后在液晶屏上显示在不同光强下的不同数值，光越强数值越大。四次实验数值以此为：6、51、250、2139。
I2CRead(LIGHT_I2C_ADDR, buf, 1);
data = buf[0];
buf[0] = ADDR_MSB_SENSOR;
I2CWrite(LIGHT_I2C_ADDR, buf, 1);
阳光强度测量.doc
南京工程学院课程设计说明书题目阳光强度测量显示电路课程名称Matlab与控制系统仿真设计院（系、部、中心）工程实训中心专业班级学生姓名学号233090222设计时间2012.1.9~2012.1.13设计地点基础实验楼C315指导教师盛国良、王刚年月南京目录一、课设目的 (3)二、设计任务3.1设计要求 (3)3.2设计提示 (3)三、检测系统设计 (4)3.1主要思路 (4)3.2原理图 (4)3.3参数计算 (5)3.3元件清单 (5)四、收获和体会 (7)五、主程序及中断流程图 (8)一、课设目的通过查阅相关资料,如元器件资料、方案选择等,设计电路时可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,设计显示电路时使用液晶显示显示,并要有相应的手动校正电路。
通过本次课程设计,建立理论知识与实体对象之间的联系,加深和稳固所学的控制理论知识,增加工程实践能力。
二、设计任务2.1设计要求使用光敏电阻、光敏三极管、光敏二极管传感器（任选一种）,设计传感器放大电路,将太阳的强弱转变为电信号,并将强度值显示出来。
2.2设计提示设计开始先查阅资料,如元器件资料,方案选择等,可以使用单片机方案,也可以使用模拟电路方案,设计显示电路时注意按照国标显示,并有相应的手动校正电路。
三、检测系统设计3.1主要思路：将光敏三极管接入电路,受光照度不同时光敏三极管的集电极电流发生相应的变化,将采集的信号接入运算放大电路,再输入到ADC转换器,将模拟信号转换成数字信号输入单片机中,通过数码显示器显示出在不同光照强度下电路电压的变化值。
3.2原理图单片机最小系统及A/D转换器信号采集及放大电路数码管显示电路3.3参数计算3.4元件清单器件个数型号光敏三极管1电阻4 3k 2 20k四、收获和体会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。
其中运用到了许多基本知识,如：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。
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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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。
三、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：Altium Designer09
四、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）
4.1、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。
首先，必须设定分档环境，可用三种环境状态分四档。
环境状态光敏电阻电阻值
太阳光直射R1=240Ω
室内日光灯R2=1.5kΩ
黑衣物包裹R3=150 kΩ
其次，将光敏电阻电阻值与上述三种状态下阻值进行比较，实现分档显示和报警。
档次光敏电阻电阻值显示状态
黑暗RX>R3 三管都不亮
弱光R2<RX<R3 一管亮
适宜R1<RX<R2 两管亮
强光RX<R1 三管都亮，蜂鸣器响设计电路，应完成以上功能。
4.2、电路的结构、组成方块图：
从电路原理图看其实很简单，右边三个比较器部分电路完全相同。
结构分析如下：1）供电电源VCC=12V，给分压电路、比较器、发光管、蜂鸣器供电。
2）分压电路。
包括光敏电阻分压和基准电阻分压。
3）比较电路。
比较器的两个比较端一个从光敏电阻一端引出，接入比较器负比较端，另一个从三个基准电阻分压端引出，接入比较器正比较端。
若光敏电阻比较端阻值大于基准电阻，则分压也大于基准电阻，比较器输出为负，反之亦然。
4）显示报警电路。
比较器输出端通过限流电阻Rc接发光二极管，同时为防止比较器无法驱动发光管，输出端通过上拉电阻Rb接电源，以提供足够功率。
最小基准电阻发光管并联蜂鸣器。
4.3、各部分单元电路间关系:
为了分析各部分单元电路之间的关系，我以信号流程做主轴，分析如下：
1）信号采集，光敏电阻处于被测环境感光，会有一感光阻值，计为RX（原理图中用两个滑动变阻器代替）。
这样就把被测光信号转化为电信号。
2）信号测量，为了知道光敏电阻的阻值在所分的哪档之间，需要进行测量比较。
分压电路和比较电路就是完成此功能。
光敏电阻和基准电阻分别分压接入比较器两端（实际上是被测信号与基准信号比较）。
由于另一分压电阻相同，电阻大的分压就多。
比较结果反映在比较器的输出端。
采用了三个比较电路比较，就可以确定光敏电阻在四档的哪一档。
3）信号表达，通过比较器出来的是电压信号，为了使人能直接感知，接上发光二级管。
高电压即点亮发光二级管。
4.4、单元电路方案设计考虑：
设计时须对整个系统进行全面综合考虑。
以完成课题功能要求为前提，尽量使电
路简单清晰。
按照前面分析，首先应将系统分为三个模块，其中测量显示电路重点设计分析如下：
1）电源部分：为了驱动比较器，电源电压设置为12V
2）分压电路：为了便于分压比较，另一分压电阻Ra均设为相同值
3）比较电路：为了符合正常逻辑思维，应该设定光照越强，亮的发光管越多。
所以才将光敏电阻分压端接入比较器负比较端。
光最强时，电阻最小，分压最少，比较器负输入端都小于正输入端，比较
器输出都为正，三个发光管都亮。
4）为了实现光敏电阻精确连续分压，仿真时用两个滑动变阻器代替，一个粗调，一个细调。
5）显示电路：为了驱动发光管，应设置上拉电阻Rb，为了保护发光管，应设置限流电阻Rc。
个阻值计算见参数计算。
6）报警电路：应设置当光照过强时，使蜂鸣器响。
将蜂鸣器并联到Rc3和LED3两端。
仅当光照很强时，光敏电阻阻值才小于R3，蜂鸣器才响。
其他状态，蜂鸣器都不响。
具体状态分析见仿真结果
五、电路中各元器件选型和参数计算
元器件选型：
元器件类别型号
直流电源稳压直流电源 12V/1000MA
光敏电阻5537
电阻金属膜电阻
比较器HA17339
发光二极管SM210363,
蜂鸣器无源1206分体5.5欧蜂鸣器
参数计算：（根据电路原理及实际市场计算选择）
电源：VCC=12V
基准电阻：用来分档，故应等于光敏电阻三种状态下阻值。
R1=240Ω R2=1.5 kΩ R3=150 kΩ
分压电阻Ra：为了使分压不至过大或过小影响精度，取R1和R3中间大小，Ra=5 kΩ
上拉电阻Rb：Rb提供驱动电流，不宜过大，取Rb=100Ω
限流电阻Rc：Rc=（比较器输出电压-发光管压降）/发光管额定电流
经计算Rc=（12-2）/5=2 kΩ,实际取 Rc=1 kΩ,留有一定余地，另外Rc3与LED3并联蜂鸣器，测得两端电压约为7V，故取Rc3=600Ω。
参考资料
[1] 王化祥.张淑英；传感器原理及应用.天津：天津大学出版社，2007.2.
[2]康华光；电子技术基础模拟部分.北京:高等教育出版社，2006.1.
六、附件1：
整机电路原理图（附页1）
Protel原理图
七、附件2：
仿真结果（如：测试数据、波形等）（附页2）
(a）黑暗状态
（b）弱光状态
（c）适宜状态
（d）强光状态（蜂鸣器响）
八、附件3：
元器件清单及成本估算（附页3）
元器件数量价格直流电源 1 19
光敏电阻 1 0.5
电阻13 1.3
比较器 3 1.4（5个）发光二极管 3 1.08
蜂鸣器 1 0.15
总计23.43。