便携式光照强度检测仪系统的设计
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。
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。
简易光照度计的设计
目录1 实验任务 (1)2设计原理 (1)2.1 基本理论 (1)2.2 系统框图 (1)2.3 程序设计流程图 (2)3实现方案 (3)3.1 硬件电路图 (3)3.2原理图说明 (3)3.2.1 光电前置放大电路 (3)3.2.2 AD转换电路 (4)3.2.2 显示电路 (4)3.3硬件程序 (4)4调试过程及结论 (10)4.1 调试过程 (10)4.2结论 (11)5心得体会 (13)6 参考文献 (14)利用硅光电池的简易照度计设计1 实验任务利用硅光电池为信号输入电路，以AT89C51单片机芯片设计控制电路，制作一个简易照度计，可以通过LCD显示屏显示照度值。
2设计原理2.1 基本理论硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件，它实质上是一个大面积的半导体PN结，其工作原理是光生伏特效应。
当光照射在硅光电池的PN结区时，会在半导体中激发出光生电子-空穴对。
PN结两边的光生电子-空穴对在内电场作用下，多数载流子的不能穿越阻挡层，而少数载流子却能穿越阻挡层，结果，P区的光生电子进入N区，N区的光生空穴进入P区，使每个区中的光生电子-空穴对分割开来。
光生电子在N区的集结使N区带负电，光生电子在P区的集结使P区带正电。
P区和N区之间产生光生电动势。
当硅光电池接入负载后，光电流从P区经负载流至NE，负载中就会有功率输出。
利用AT89C51芯片实现控制电路，用ADC0809模数转换器实现模拟信号和数字信号的转换。
当光电池接入负载，将输出的信号通过三极管放大，通过模数转换器ADC0809转换为数字信号，通过单片机控制电路将信号输入LCD显示屏，在显示屏上显示当前的照度值。
2.2 系统框图1系统框图如下：图1 照度计设计系统框图2.3 程序设计流程图程序流程图如下：23实现方案3.1 硬件电路图图3 照度计硬件原理图3.2原理图说明3.2.1光电前置放大电路利用三级管的的放大作用，将带负载的光电池电路输出的电流放大，为了保证信号有更好的线性关系，所以将三极管接成电流转换为电压的形式。
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 )。
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
PPT文档光照强度测试仪的PPT文件
敏电阻的耐热能力就行。……
10.收获与体会
• 通过这次课程设计，我受益匪浅。不仅在 硬件上了解到很多知识，在编程测技巧上 也有了一定的提高。理解了89C51、 LED1602、TSL2561等的简单工作原理， 并掌握了其简单应用。还有就是我最深的 感触就是处理问题要善于合作，团结、配 合、理解是很重要的。同时也提高了我处 理问题的能力与心态。
3）请老师检查并调整。
9.结果分析及优化
1）分析
我们组设计便携式光照强度测试仪，
从整体上看符合实验要求，可以读出当前 的光照强度，并可以观察此时是否适宜 （gool ）。
可是不能显示汉字，读数也不方面， 体积也比较大，在高温、高湿等环境不宜 用。
2）优化
对此，我们对它在不同的环境下工作， 进行不同的变化。
1.光照强度在生产生活的需求
• 现在化蔬菜大棚需要控制光照强度，从而 使蔬菜快速正常生长。
2）禽舍需要控制光照强度，使动物健康正常 生长。
3）人们的生活环境（学生的学习环境,办公 室，工厂等）需要控制光照强度，使人们 有一个好学习生活环境。
3.由生产生活的需求,我们对仪器的 要求
1） 光强仪为可移动式，供电可采用锂电池 等供电。
6.实验电路
89C51单片机 电路原理图设计 PCB图设计 三维视图
电路版 实物图
1）89C51单片机
2）原理图及其主要组成 部分
电源及其变压器（5V 转化成 3.3V）
光敏电阻及传感器（TSL2561）
便携式光照度检测仪的设计【文献综述】
毕业设计开题报告测控技术与仪器便携式光照度检测仪的设计1前言部分近几年来, 随着我国从传统农业向优质、高产、高效的现代化农业不断迈进, 对温室光照检测的要求也越来越高, 应用领域也在迅速扩大。
光照是植物进行光合作用不可缺少的条件, 但是过强的光照却促进了水分蒸发, 严重的会灼伤叶面。
而在温室生产中, 还会经常遇到光照很弱, 需要补光的情况。
在这种情况下, 对光照进行实时自动检测, 判断什么时候光照强需要遮光, 什么时候光照弱需要补光就显得非常重要。
但是, 目前绝大多数光照检测仪虽然量程较宽, 可在使用时却需要操作人员根据具体的光照情况手动切换测量档位。
这不仅给检测带来了很多不便, 更严重的是阻碍了光照实时自动检测与控制的实现。
因此, 研制一种量程宽、精度高和智能换档的光照检测仪对提高温室监控系统的自动化水平, 提高光能的利用率, 促进植物生长, 节能增效都有重要的意义。
在人们的生活、工作和娱乐中，健康用眼是反复被强调指出的一点，但在日常生活中，用眼卫生的情况却难尽人意，视力减退、下降和视疲劳引发的干眼症等症状和疾病发生率越来越高。
这一方面是因为人们健康用眼的意识不够，例如在工作和学习中，投入的研究一个问题或者阅读书写时，往往容易忘记时间，很难做到每隔一段时间即通过远眺、眼保健操等方式让眼睛暂时休息；另外一方面，人们很难仅凭经验就对光照环境是否适合用眼做出准确的判断，举例来说，世界卫生组织认可的满足阅读书写条件的光照度的阈值是250克勒斯至1250勒克斯（LUX－光照度单位），低于此照度阈值范围的下限或者高于此照度阈值范围的上限的环境均不适合阅读，而现实生活中很难有人能准确判断周围的光照环境是否符合上述标准，虽然自我感觉“能看清”，但事实上很多时候光照度是不符合要求的，而且世卫组织提出的满足阅读书写的光照度阈值范围较宽，不难想象的是，在250－1250LUX这个范围内，在300LUX的光照度下不间断用眼的时间的和在1200LUX的光照度下阅读不间断用眼的时间显然是不同的。
便携式光照强度测试仪参考原理图
1 2 3
VCC ADDR
3
C2 0.1UF 5V转 3.3V贴片
C23 R1 100R 15P C24 15P 32.768KHZ
1 2 3 4
Vcc2 X1 X2 GND
Vcc SCLK I/O RST
1
GND SCLK
J3
VCC
J2 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9
排阻
STC12LE5A60S2
焊接芯片时，注意：芯片有底座一定是焊接底座！
K1
拨动开关
1 2 3
电源
U1
AMS1117
BT2 VCC 2 L1
干电池
时钟模块
U3 U12
DS1302
D
P1 DC座 2
1
光强传感器接口
D SDA INT 6 5 4 P02 P01 P00
3 C1 0.1UF
GND
VIN
VOUT
VCC VCC 8 P10 7 P11 6 P12 5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 VCC
J11 8脚黑色方孔插座 SPK+ SPKP15 P14 P13 1 2 3 4 5 6 7 8 J21 3 2 1
便携式光照强度测试仪
详细设计需求
光强仪为可移动式，供电可采用锂电池等供电； 光照强度能够在LCD1602直观显示，并且能够 指示当前强度是否适宜或偏低或偏高。。 光照强度的高低阈值用户可以通过手动自行设定。 光照强度指，光照的强弱，以单位面积上所接受 可见光的能量来度量。简称照度，单位勒克斯 （Lux或Lx）。被光均匀照射的物体，在1平方 米面积上所得的光通量是1流明时，它的照度是 1勒克斯 。
.语音模块
WTV020语音模块，能进行语音播 报
WTV020语音模块
WTV020-SD模块是一款可重复擦写语音内容 的大容量存储类型的语音模块，可外挂最大容 量为1GB的SD卡存储器。能加载WAV格式语 音和AD4格式语音。 ◎WTV020-SD模块以WTV020SD-20S语音芯片为主控核心，具有MP3控 制模式，按键一对一控制模式（3段语音跟5段语音两种），上电循环播放 控制模式以及二线串口控制模式。 ◎ 自动识别语音文件； ◎ 支持微型处理器和按键控制； ◎ 可以调用任意段落的语音进行播放； ◎ 加载语音无需软件辅助，直接放置语音到SD卡便可； ◎ 工作电压：DC2.7～3.5V； WTV020-SD模块稳定性好，音质出色，可应用在汽车电子、智能家居系 统、家庭防盗报警器、医疗器械人声提示、音乐播放、通信设备、工业控 制领域、玩具等领域。
.光强传感器接口
采用TSL2561芯片， 将光强转换成数字信号输出，使用光敏二极 管。1、3管脚分别是供电和接地，工作范围是2.7—3.5V。2管脚为 器件访问地址引脚。4、6分别是IIC时钟总线和数据总线。5为中断 信号输出引脚，当光强超过设定的光强时，器件会输出一个中断信 号。
TSL2561光照强度数字转换芯片
பைடு நூலகம்
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。
光照度检测仪的设计
表 １标准照度计和光照检测仪的测量值 比较
此系统采用 Ｕ Ａ Ｔ Ｓ Ｒ 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 ： 系统选 用普 通数码管显 示模 块， 本
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
圈１ 光照度检 测仪原 理框图
感 器信号接 收调 理电路。 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 ， 照度显示器。具体是 以 亮度采样芯片将 光 光 当前 的 ，通过两线制接口传送 本系统使用的传感器是 Ｊ Ｊ ０ Ｃ １ Ｐ照度变 送器。 ０ ＪＪ０Ｐ Ｃ １０ 照度变 送器 以标准模拟 电压或 电流变送器输
ห้องสมุดไป่ตู้
出，标准 Ｒ 一３ 或 ４５ Ｓ ２２ ８ 通信接口，并可直接配接计算机。
其技术参 数 ： 工作 电压 １ ２ Ｄ ￣ ０ ２ ４ Ｄ ￣ ０ 照 ． Ｖ Ｃ １％ ． Ｖ Ｃ １％ １ ２ 度传感器硅 蓝光伏探测器 测量范 围 １ ２ ０Ｌ ｘ 中低 ． ０ｕ （ ０ ０
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。
光照强度测量仪
合肥学院计算机科学与技术系微型计算机原理与接口技术课程设计报告2009～2010学年第一学期课程微型计算机原理与接口技术课程设计名称光照强度测量仪学生姓名周三平学号0604011017专业班级07计本（2）班指导教师张向东教授2010年1月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1.1.1 光照强度测量仪的概念通过使用某测量仪来测量某光照的强度，这种仪器就称为光照强度测量仪。
仪器使用时先将某待测光源直接照射在测量仪的光照接收口（实验中为光敏电阻表面），然后在测量仪的可视化界面（实验中为LED）中观察结果值。
光照强度的国际单位（SI）为勒克斯，又称米烛光。
1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯。
可以标作勒［克斯］，简称勒。
英为lux，简作lx。
勒克斯是引出单位，由流明(lm)引出。
流明则由标准单位烛光(cd)引出。
1.1.2光照强度测量仪的工作原理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，供用户查看结果。
1.1.3从计算机角度解决问题计算机通过PCI线与实验箱上的ES-PCI模块相连，充分利用实验箱上的各个模块完成，有：A3(片选)、B2(时钟)、B4(8255)、D3(光敏电阻)、G4(ADC0809)、G5(LED)以及ES-PCI。
通过导线正确连接好电路。
使用时光源直接照射在光敏电阻表面，结果（光照强度）显示在LED上。
电子综合实验实验报告-13(光照强度检测仪).
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:20110824学号:2011082427姓名:张希希成绩:日期:一、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。
具体方法是将两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, 另外一路分别串接电位器, 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, 分别对两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, 通过译码器使两位数码管将光强值显示出来,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, 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, 正常工作时能检测两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;设计实现二、设计任务2.1 设计选题选题十三:数字式光照强度检测仪的设计实现2.2 设计任务要求用数码管显示光照强度; 设置多个不同方向的光敏电阻, 通过比较不同方向测得的光强数值判断光照方位, 在数码管上显示其方位; 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,误差范围为±3LUX (以白天室内日光灯的光照强度为标准定义为 100LUX ; 要求在黑暗中显示 00(十六进制 , 室内光最大显示63(十六进制 ,用小数点显示光照方向。
1、光照传感器采用光敏电阻;2、光强值显示采用数码管;3、通过比较器实现光强方向的判断,若左侧光强大则数码管小数点亮,若右侧光强大则数码管小数全灭;4、误差范围为±3LUX ,数模转换器建议选用 8位并行转换器件;5、在无光照(即光敏电阻完全盖住时,光强值显示为 0;6、在正午(即中午 12点室内日光灯开启时,光强值显示为 63(十六进制 ;7、电源采样±5V 供电,电路板功耗小于 3W ;8、采集显示时间延迟小于 3秒。
便携式光照强度检测仪的设计实现精品课件
便携式光照强度检测仪的设计实现实验要求设计一个基于单片机的便携式光照强度检测仪，用单片机控制STL2561传感器测量光照强度，并用数码管显示接收光强结果，同时判断光照强度的高低. 1. TSL2561传感器工作原理及结构光敏电阻的结构 2．光敏电阻的主要参数（1）暗电阻和暗电流光敏电阻在室温条件下，在全暗后经过一定时间测量的电阻值，称为暗电阻。
此时流过的电流，称为暗电流。
（2）亮电阻光敏电阻在某一光照下的阻值，称为该光照下的亮电阻，此时流过的电流称为亮电流。
（3）光电流亮电流与暗电流之差，称为光电流。
3．光敏电阻的基本特性（1）伏安特性（2）光照特性（3）光谱特性（4）响应时间和频率特性（5）温度特性（1）伏安特性（2）光照特性（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。
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。
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。
A/D电路的设计任务及要求：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，并用数码管显示。
一种便携式光照强度实时检测系统[实用新型专利]
![一种便携式光照强度实时检测系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/adf0856184868762cbaed576.png)
专利名称：一种便携式光照强度实时检测系统专利类型：实用新型专利
发明人：马雪佳,罗志会,潘礼庆,黄琳,熊莉,郑帅申请号：CN201420798395.X
申请日：20141217
公开号：CN204244546U
公开日：
20150401
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种便携式光照强度实时检测系统，它包括光敏传感器，光敏传感器与方波发生器连接，方波发生器与单片机的输入口连接，单片机的输出口与显示屏连接；方波发生器包括555定时器，光敏传感器为光敏电阻，光敏电阻与555定时器连接。
本实用新型能准确的对光照强度进行检测并将相应的检测数值直观的显示出来。
申请人：三峡大学
地址：443002 湖北省宜昌市大学路8号
国籍：CN
代理机构：宜昌市三峡专利事务所
代理人：成钢
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图1-1便携式光照强度检测仪的应用范围
1.2国内外研究发展现状
在国内的研究中，光强度检测用感光元素，产生一个电压信号，然后放大并由模拟到数字转换成数字的能力。该A/D转换器生成一个变量引入到一个微处理器平信号，其中，信号电平进行比较参考信号，以便与预定的相关的职权收集信号“读”的样本。利用光的强度取样，以确定样本的条件，产生了不同程度的转换，相应的数字信号沿线的A/D转换器，以确定已知的光强度测量设备光的强度。现以光照强度对雨生红球藻叶绿素相对含量及细胞密度的影响为例，在其他条件不变的情况下，用相同光照强度照射雨生红球藻，在前3天，光照强度对雨生红球藻叶绿素相对含量的影响均差异不显著。从第4天开始光照强度对雨生红球藻叶绿素相对含量的影响差异显著。与接种时相比，培养结束时，藻液叶绿素的含量有不同程度的增加。
光照对居室环境的影响，以人的睡眠为例。现代的医学研究表明，视觉系统不仅仅传递给大脑光的信号，并且能把外界光环境的信息传递给大脑的松果体。引起松果体产生褪黑激素进入血液、脑脊液、细胞内外液中，从而控制了人的睡眠水平的高低。光强的变化是外界环境中影响褪黑色素合成的最主要的因素。其中，褪黑素分泌与黑暗期的长短成正比。因此，光暗周期通过对褪黑素合成昼夜节律性地影响进而调整机体的内在生物节律。在夜间光照能够抑制褪黑素的合成，同时，光照波长和强度均对褪黑素合成产生不同的影响，从而影响了人的睡眠质量[5]。
2.2系统的任务和功能
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。
2.3系统总体结构设计
如图2-1所示为光照强度检测系统设计总体框图，本系统通过光强传感器采集光照，输送给主控单片机。主控单片机通过内部的运行，完成以下的步骤：将采集信息反馈给光强传感器；驱动实时时钟模块工作并接收时钟模块反馈的信号；驱动语音模块播报当前光照强度和时间；驱动彩屏模块显示当前光照强度和时间。
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；
本课题主要是研究一个能自动检测和显示光照强度并能语音播报的便携式光照强度检测仪。核心单片机是STC89C52RC，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。结合单片机最小系统和光敏二极管设计一个基于单片机的便携式光照强度检测系统。实现单片机最小系统及光敏网络的设计。编写单片机的程序，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数码管显示。
1.3.2章节安排
本文共分为5章，各章节安排如下：
第1章绪论。介绍了本课题的背影及研究意义，并介绍了光照强度测试仪的应用范围。给出了光照强度检测仪的研究现状，并概述了本文的主要研究内容。
第2章系统总体设计方案。介绍了光照对蔬菜种植等的影响，并给出了系统的技术要求和整体设计框图。
第3章系统的硬件电路设计。详述了光照强度检测仪各模块的结构和工作原理，阐述了各模块的相互关系和作用。
关键词：单片机STC89C52RC；TSL2561光强传感器；WTV020语音模块
Design of the Portable Light Intensity Detector System
Abstract:With the development of modern life and production, the light intensity is required more and more stricter, so that the portable light intensity detector has the widespread application prospect.Portable light intensity detector system is taken thesingle chip microcomputer (SCM)STC89C52RC as the core, including the smallest SCM system, power module, clock module, serial communication module, WTV020 module, voice light sensor module, power module, display module.The whole system work is realized by mainly the conversion of light intensity with SCM. The experimental tests show that the whole function of the portable light intensity detector system is basically realized and is displayed the current light and voice broadcast the light intensity.
在AMS1117上微调把基准电压调整到1%的误差内，而且相应调整限制电流，减少由于稳压器和电源电路超载而造成的压力。
三端口可调节或固定输出电压。
1.5V，1.8V，2.5V，2.85V，3.3V和5.0V输出电流1A工作压差低至1V线荷载调节：0.2% Max。负载调节：0.4% Max。可选SOT-223,TO-252和SO-8封装。电源模块如下图3-1所示。
图2-1系统总体设计图
3系统硬件电路设计
3.1电源模块
电子电路与电子设备都需要有一个稳定的直流电源提供能量，而且对于我们通常所接触的控制器而言，一般都是利用电网提供的交流电源，经过整流、滤波、稳压后，滤去其不稳定的脉动、干扰成分，提供一个稳定的直流电压，来使电子电路与电子设备保持正常的工作。本模块主要采用AMS1117稳压器。AMS1117系列稳压器有多种固定电压版与可调版，设计用于提供1A输出电流且工作压差可低至1V。在最大输出电流时，保证AMS1117器件的压差最大不超过1.3V，并随负载电流的减小而逐渐降低。
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
2013年6月
学生：（签字）
学号：2009210399
答辩日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。
在国外的研究中，欧洲专利申请由R-Flip等人于8月7日提出，公开了一种方法和分析物的测定仪器。A光源是为了一个样本及一个探测器所发出的光的收集。光照强度的排放水平是用来确定样本的条件。由于该应用程序显示，所发出的光被转换成模拟信号，然后放大并转换成一个数字信号通过一个A/D转换成数字输出，被介绍到微处理器。第4766083题为：为生物凝集光度测定法等。8月23日，1988年，公开了一种测量生物样品凝集反应系统测试使用的凝集实验检测样本散射光激光束源和探测器1光度法和器具。由光敏元件收集的光线是从模拟信号转换为数字信号处理前[4]。
研究光照强度对动物养殖的作用，以家兔的繁殖为例来探究光照对繁殖的影响。法国国家农业科学院的实验表明，兔舍光照时间为每天13～15小时，光照强度每平方米不低于5瓦，有利于繁殖中的母兔正常的生育。而公兔对光照时间要求不高，一般为11～13小时，如果超过17个小时，则会导致公兔睾丸重量的减轻和精子数亮的减少，从而影响生育能力。又据资料显示，在20～24℃和全暗的条件下，每平方米补充2瓦光照1小时，母兔虽然有一定的繁殖能力，但受胎率却很低，一次配种的受胎成功率只有30%左右；如果将光照增加到每平方米15瓦和光照12小时，则一次配种受胎成功率可达50%左右。在相同光照下连续照射16小时，母兔的受胎率则可达65%～70%，仔兔成活率也得到可明显的提高。因而，增加光照强度和光照时间可明显提高母兔的受胎成功率和仔兔的成活率。光照强度对家兔繁殖的影响与营养有着协同作用。研究结果发现，在短日照的冬季（日光照时间10～12小时），母兔将长期处于乏情期，而正常发情的母兔低于20%.当增加光照时间达到14～16小时后，母兔的发情率能够增加到60%左右。在增加光照强度的同时增加营养，特别是补充维生素A和维生素E，并使它们分别达到10000毫克/千克和50毫克/千克，母兔的发情率将能达到90%左右。
Key words:SCM; STC89C52RC; Sensor TSL2561 Light Intensity; WTV020 Voice Module
1.1课题的选题背景及意义
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。同时随着工业化的不断发展，人们对自身的健康越来越关注，对居室的环境要求也越来越高。而携带方便，能够及时准确的显示并播报的光照强度检测仪的产生是人们的迫切需求。
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。
2系统总体方案设计
2.1光照强度对蔬菜种植、动物养殖、居室环境的影响
光合作用是生物化学反应，在较低的光照强度下，光合速率增加显著；当光量子通量密度达到500umol/m2·s后，光合速率上升缓慢并逐渐达到光饱和点。同时研究还发现，当光强达到800umol/m2·s以后，光合速率虽有增加，但增加量较少，基本在10％左右，一般机器难以测出。然而在到达单叶的饱和点以后，增加光强，植株群体的光合速率仍然缓慢增加。在冬春季保护地栽培中，光照强度本来就弱，加上覆盖物，光照变的更加不足。试验结果表明，冬春季温室的光照远远不及夏季的40％，光照的时间也短得多，光照量严重不足，导致植株生长缓慢，产量明显低于夏季。在弱光处理后的植株，即使给予充足光照，在相当长的一段时间内光合速率也难以恢复到正常水平。因而，只有给以充足的光照量，植株才能健康成长，获得高产。