1222222222222光照强度自动检测显示系统设计.
测控电路课程设计 光照强度测量显示电路
并对本次课程设计进行总结。
主要参考 资料
[1] 张国雄. 《测控电路》. 机械工业出版社. 2011 [2] 陈磊.单片机控制数字光强检测计的设计[J].大学物理实验.2009.4. [4] 孙圣和，王廷云，徐影..光纤测量与传感技术[M].哈尔滨工业大学出版 社.2007
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。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。
主要内容 （参数）
参考期刊、文献等资料设计光照强度测量显示电路，包括以下内容： （1）选择合适的传感器和放大电路；（2）设计 A/D 转换电路；（3）设计
单片机程序；（4）设计数码管显示电路； 根据以上内容要求来设计电路图并具体分析电路图的特性。
任务要求 （进度）
第 1-2 天 ： 确定课程设计题目，查阅相关技术资料； 第 3-6 天 ： 确定设计内容及方案，并按照确定的方案设计单元电路，
则
。先定 Rb=1K，由上式可得 Ra=49.5K，取其标称值
6
课程设计
51K。另外，R3，R4 一般不超过 1/2 的 Rb。这里，取值为 510，用于保护运放输 入级。 三、单片机对 ADC0832 的控制原理：
正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是 CS、CLK、 DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双 向的，所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。（见图 3） 当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和 DO/DI 的电平可任意。当要进行 A/D 转换时，须先将 CS 使能端置于低电平并 且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯 片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的 数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平，表示启始信号。 在第 2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能。
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。
光照度检测仪的设计
【doc】光照度检测仪的设计光照度检测仪的设计2o12年3月繁3期虐子茼ELECTRONICTESTMar.2o'2No.3光照度检测仪的设计?王莹莹,徐玉珍,洪耀,叶国文(丽水学院工学院,浙江丽水323000)摘要:在公路隧道交通中,照度的测量和控制是很常见的.基于此设计一种具有自动量程转换功能,测量精度高,成本低的工控型数显照度计.本设计是以单片机ATMEGA8为核心部件的测量系统,硬件部分主要由信号采集,信号放大,A/D转换,数码显示和Rs485通讯接IZI几部分.整个系统软件部分主要有:传感器数据采集模块,光亮度检测模块,通讯接IZI模块,光亮度显示模块.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:光照度;变送器;单片机;通讯中图分类号:TP393文献标识码:BLightdetectordesignandfabricationWangYingying,XuYuzhen,HongYao,YeGuowen (LishuiUniversityInstituteOfTechnology,LishuiZhejiang323000,China) Abstract:Inthehighwaytunneltraffic,theilluminationofthemeasurementan dcontrolisverycommon.Basedonthisdesignanautomaticrangeconve~ion,highaccuracy,lowerCOStindustrial —typedigitallightmeter.ThedesignisbasedonthecorecomponentsofthemicrocontrollerATMEGA8measurementsystem ,mainlybythesignalacquisitionhardware,signalamplification,A/Dconversion,digitaldisplayandRS485com municationinterfaceparts.Partofthesystemsoftwareare:sensordataacquisitionmodule,thelightintensitydetec tionmodule,communicationinterfacemodule,displaymodulebrightness.Throughexperimentaltests,thesystemdes ignisreasonable,andthemeasurementrange,resolution,spectralresponseerrorbasicallymeetthedesignrequirem ents.Keywords:illumination;transmitter;singlechipmicrocomputer;communication ?基金项目:浙江省新苗人才资助项目(2011R429017o2o12.30引言光是人类眼睛可以看见的—种电磁波,是生物生长和发育的必要条件之?,它对于世间万物有着不可或缺的影响.光照度与我们的生活息息相关,光照度的大小对我们的工作和生产都有很大的影响,如隧道,广场,场馆,工业现场,野外,水下(包括海底)等场所全天候的光度(照度或亮度)等地的照度不足,连续工作会引起视觉疲劳,大大降低工作效率,所以有必要对以上场所利用光照检测仪进行光照度测量控制.光照度检测仪是基于光探测器的照度测量仪表,是光强测量中用得最多的仪器之一,广泛应用于商业和工厂的照度测量.光照度检测仪也是照明设计和节约能源最基本的测量仪器.随着国民经济发展,特别是近年来工农业发展迅速,正在大量地使用各类光度仪器特别是光照度计,用来测量环境的照明情况.光照度检测仪是—种简易便携式的测量光强度的仪器,能快速准确地将所测量光的强度以数据的形式显示出来.系统设计及工作原理光照度检测仪原理框图如图1所示.圈1光照度检测仪原理框图此设计系统主要包括3个部分:光照度变送器,光照度检测板,光照度显示器.具体是以光亮度采样芯片将当前的,通过两线制接口传送给单片机,单片机将采样芯片送来的数据进行补偿算法获得精确实际采样值."光照度变送器"将采集到的外界自然光转换为相应的直流电压信号."光照度检测板"采集'光照度变送器"输出的电压信号并转换为数字信号."亮度显示器"定时去读取"光照度检测板"的转换数据,做平均值计算得出光亮度值并在显示面板上显示照度数值."光照度检测板"和"亮度显示器"之间采用RS485通讯方式来实现数据传递."亮度显示器"有两个信号接口分别为: "D~AC数模输出接口"接到LED灯调光器的信号输入端 (LED调光器接收DC0—5V的直流电压信号). 2硬件电路设计本系统采用ATMEGA8单片机作为控制核心,控制系统主要包括RS485接口及变送器通讯,光照度监测板, A/D转换器,光照度显示器.系统硬件设计如图2所示.图2系统硬件设计图本设计采用了Atmel公司的单片机Atmega8作为控制核心.Atrnlega8是基于增强的AVRsc结构的低功耗8 位CMOS微控制器.由于其指令集以及单时钟周期指令执行时间,A_锄_ega8的数据吞吐率高达lMI】,MHz,从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾.CPU的31,3O脚为串行通讯口,28脚接RS485的收发控制端.本系统要保证下位机的数据高速,及时,准确地传送至单片机,RS485接口能更好满足本类系统的要求. CPU的23脚为ADC采样输入端实时采样光亮度传感器信号接收调理电路.本系统使用的传感器是JCJ100P照度变送器. JCJ100P照度变送器以标准模拟电压或电流变送器输出,标准RS一232或485通信接口,并可直接配接计算机. 其技术参数:工作电压1.12VDC~10%2.24VDC~10%照度传感器硅蓝光伏探测器测量范围1.02000Lux(中低照度)2.0,20,000Lux(中高照度)3.0—200,000Lux(强光源)准确度?7%输出信号0—5VDC4—20mA(两线制),其通讯协议采用标准MODBUS通讯协议,在使用组态软件时,须选用的设备为MODICON(莫迪康)的 2o12.3 PLC,MODBUS—RTU设备.此系统采用USART通用同步和异步串行接收器和转发器,它是一个高度灵活的串行通讯设备.显示电路的设计:本系统选用普通数码管显示模块, 用来显示此时光照度数值.3系统软件的设计该光照度系统的软件设计采用了结构化和模块化的设计方法,便于功能扩展,软件设计采用C语言编写.主要有以下八.个模块:传感器数据采集模块,光亮度检测模块,通讯接口模块,光亮度显示模块.此系统程序首先是对单片机系统的初始化,启动 ADC转换功能,取多次采样值的平均值为实际采样数据, 并转化为与亮度变送器对应的十六进制亮度单位数值,然后以光亮度采样芯片将当前的光照度数据转换成二进制值通过两线制接口传送给单片机,单片机将采样芯片送来的数据进行补偿算法获得精确实际采样值."光照度变送器" 通过其内部传感器转换将采集到的外界自然光转换为相应的直流电压信号."光照度检测板"采集"光照度变送器" 输出的电压信号并转换为数字信号."亮度显示器"定时去读取"光照度检测板"的转换数据,做平均值计算得出光亮度值并在显示面板上显示照度数值.系统软件主框图如图3所示.N匝——豳图3系统软件主框图4现场测试结果本设计的光照度检测仪测量范围在0Lux-9999Lux, 精确度为1Lux,测量误差为:t:5Lux.在相同的照明条斗-下' 本光照度检测仪和标准照度计(TES一1332A照度测量范围在0Lux~2000Lux,分辨率0.1Lux)的测量值比较, 见表l.根据数据比较得出光照检测仪的误差在:1:5Lux 以内,设计合格.表1标准照度计和光照检测仪的测量值比较5结论本文设计的光照度计测量仪,具有自动量程转换功能,测量精度高,成本低等优点,经测试,该仪器各指标均达到设计要求,是一款性价比较高的光照度检测仪. 参考文献[1】朱小清,詹云翔.光度测量技术及仪器【M】.北京:中国计量出版社,2007:16—18.【2】李行善,左毅,孙杰,等动测试系统集成技术【M】.北京:电子工业出版社,2004:8-9.【3】叶国文.基于单片机的温湿度变送器的设计【J】.微计算机信息,2008,24(23):126—128.[4】白泽生'白宗文.一种简易光照度检测电路的设计[J】.现代电子技术,2006(11):91—92.【5】王莘之.单片机应用系统抗干扰技术【M】.北京:北京航空航天大学出版社,2000:10—13.[6]6刘彬,张秋掸.光电检测前置放大电路的设计[J].燕山大学,2003,27(3):193—196.[7】曹国华,高艺.高速嵌入式单片机与接口技术[M】.北京: 国防工业出版社,2005:9—24.[8】钟波,丁永刚.基于ATMEGA8的温湿度系统的设计[J】. 电子测试,2009(3):43—46.作者简介:王莹莹.本科在读.主要研究方向为传感器智能仪器等.叶国文.高级工程师.硕士.主要研究方向为传感器,信号处理与分析等.E-mail:yeguowen2@126.corn _。
传感器课程设计
天津商业大学自动化专业2007级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系统设计学号：姓名：李哲完成时间：2009年9月28日至2010年1月3日总评成绩：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、题目的认识理解光照强度自动检测显示系统，该系统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。
人们可以设定光照强度的范围，一旦超出此范围该系统可以发出警报通知或直接采取措施使光照强度在此范围内。
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。
比如在黑夜时，光照很弱可以控制路灯使其开启，当光照适宜时自动关闭；在蔬菜种植大棚内，可以给该装置设定一个蔬菜最适应生长的关照范围，当光照超出范围时发出警报通知种植人员，以便种植人员做出合理的措施。
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）备注：报警功能选作。
1、方案的设计1）根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；2）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；3）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；4）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；5）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）；6）设计结束后，进行仿真调试。
2、仿真调试方案1）利用Workbench或Pspice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；2）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。
数字式光照强度检测仪的设计实现PPT课件
（1）伏安特性
在一定照度下，光敏电阻两端所加的电压与光电流之间的关系
在给定的偏压情况下，光照度越大，光电流也就越大； 在一定光照度下，加的电压越大，光电流越大，没有饱和现象。 光敏电阻的最高工作电压是由耗散功率决定的， 耗散功率又和面积以及散热条件等因素有关。
当光敏 电阻受到光 照时，光生 电子—空穴 对增加，阻 值减小，电 流增大。
暗电流（越小越好）
光照强度的测定
照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是 照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平 方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）： 1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的单位， 其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其 1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所 辐射的光量。
（2）光照特性
光敏电阻的光电流与光强之间的关系
由于光敏电阻的光照特性呈非线性，因此不宜作为测量元件， 一般在自动控制系统中常用作开关式光电信号传感元件。
（4）响应时间和频率特性
光电导的弛豫现象：光电流的变化对于 光的变化，在时间上有一个滞后。
通常用响应时间t表示。
光敏电阻图示
光敏电阻演示
片选 读写控制 时钟输入 中断申请 模804 数据线
(二) 典型ADC芯片 ADC0804
信号：
（1） DB7~DB0：数 据线，三态，输出，可 直接接总线。
（2）启动： WR•CS 启动ADC，同时清状态 INTR.
（3）状态：INTR 转 换结束输出低电平。
光敏电阻的结构
1.玻璃 2.光电导层 3.电极 4.绝缘衬底 5.金属壳 6.黑色绝缘玻璃 7.引线
毕业设计(论文)-基于单片机的数字式光照强度检测系统的设计--图+程序
本科学生毕业设计基于单片机的数字式光照强度检测系统的设计系部名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化08-3班学生姓名：指导教师：职称：教授二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's Degree目录摘要 (Ⅰ)A B S T R A C T (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题的意义、目的和要求 (1)1.1.1 课题的意义 (1)1.1.2 课题的目的 (1)1.1.3 课题的要求 (2)1.2 数字式光照强度检测仪的发展前景及趋势 (3)1.3 本课题主要研究的内容 (4)1.3.1单片机 (4)1.3．2 单片机发展历史及应用 (6)第2章系统概述 (9)2.1 系统方案的选择与论证 (9)2.2 光敏电阻简介 (10)2.3 本章小结 (13)第3章系统的硬件部分 (14)3.1单片机最小系统和通信模块的设计 (14)3.1.1单片机最小系统的设计 (14)3.1.2下载通信模块的设计 (16)3.2光敏电阻网络的设计 (17)3.3输出选择电路的设计 (18)3.4 A/D模数转换电路的设计 (20)3.5数码管显示电路的设计 (20)3.6 本章小结 (22)第4章系统软件部分 (23)4.1 软件流程图 (24)4.2Keil软件简介 (26)4.3 程序清单 (26)4.4 PROTUES软件绘图及仿真 (28)4.5 软件的调适与仿真 (29)4.5.1系统软件调试 (29)4.5.2 仿真结果 (30)4.6本章小结 (32)结论 (33)参考文献 (34)附录 (35)致谢 (37)摘要该数字式光照强度检测仪以单片机和模数转换为技术核心，具体由单片机最小系统、下载通信模块、A/D模数转换模块、光照方向检测模块、输出选择模块和数码管显示模块组成。
在本系统的设计中，利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测光强，采用单片机控制输出选择模块和数模转换芯片依次测量不同方向的光照强度，并通过编程处理数据进行光强的比较，最后通过数码管显示检测结果。
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。
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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：Protel99SE。
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）
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。
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。
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、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=240ΩR2=1.5 kΩR3=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。
六、设计总结（包括对设计的目的和意义的认识、本
人完成情况、设计中的主要收获和不足、对设计类课程的建议）。
通过本次课程设计，我对传感器、电路系统设计有了更深的的理解也加强了我的实际动手能力。
不管是电路理论，还是实际应用，经过此次设计后我的能力都有了不少提升。
同时在本次课程设计时，也暴露了自己的不少毛病，如设计过程中缺乏规范化，标准化，仿真软件不熟悉等。
刚开始的的时候，Protel和Multisim完全不会，但经过两天的摸索，也逐步上手了。
通过这几天的努力奋斗，最终做出电路原理图，仿真结果也基本满足课题功能要求，心里有一种莫名的成就感。
平常我们上课学习理论知识有时觉得挺容易的，但一旦自己真正动手设计，才发现自己有很多不足。
只有实践才能提高自己的能力，因此我希望有更多类似课程设计。
七、主要参考资料
[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.
八、附件1：
整机电路原理图（附页1）
Protel原理图
九、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）
十、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。