光电器件及应用课程设计报告书
光电实训设计报告
一、摘要本报告主要针对光电实训设计，以LED光源为基础，通过光电传感器的应用，实现光强度的实时检测与调节。
报告详细阐述了设计背景、设计目标、设计方案、实验过程及结果分析等内容。
二、引言随着科技的不断发展，光电技术在各个领域得到了广泛应用。
光电传感器作为一种重要的光电转换元件，能够将光信号转换为电信号，实现光强度的实时检测与调节。
本实训旨在通过设计一个基于光电传感器的光强度调节系统，提高光强度检测与调节的精度和稳定性。
三、设计背景及意义1. 设计背景随着LED技术的不断发展，LED光源因其具有高亮度、低功耗、长寿命等优点，逐渐取代传统光源。
然而，在实际应用中，LED光源的亮度调节成为一个难题。
为此，本实训设计旨在通过光电传感器的应用，实现LED光源的实时检测与调节。
2. 设计意义（1）提高LED光源亮度调节的精度和稳定性；（2）丰富光电传感器的应用领域；（3）培养学生的实践能力和创新精神。
四、设计目标1. 设计一个基于光电传感器的LED光源亮度调节系统；2. 实现光强度的实时检测与调节；3. 系统具有稳定的性能和良好的抗干扰能力。
五、设计方案1. 硬件设计（1）光电传感器：选用光敏电阻作为光电传感器，用于检测光强度；（2）微控制器：选用STC89C52RC单片机作为主控芯片，实现光强度的实时检测与调节；（3）驱动电路：设计LED驱动电路，实现LED光源的亮度调节；（4）显示模块：采用数码管显示当前光强度和调节结果。
2. 软件设计（1）主程序：实现光强度的实时检测、亮度调节、数据显示等功能；（2）中断程序：实现光强度检测中断，实时调整LED亮度；（3）子程序：实现按键控制、数据显示等功能。
六、实验过程及结果分析1. 实验过程（1）搭建实验平台，包括LED光源、光电传感器、微控制器、驱动电路、显示模块等；（2）编写程序，实现光强度的实时检测与调节；（3）调试程序，确保系统稳定运行；（4）测试系统性能，包括光强度检测精度、亮度调节范围、抗干扰能力等。
光电技术课程设计报告.doc
课程设计报告姓名：黄梦学号：20113558 姓名：刘梦莹学号：20113559 姓名：闫美琪学号：20113599 专业与班级：11 级应用物理指导教师：孙大智课程设计名称：光电技术课程设计课程设计单位：电子信息工程学院一、课程设计目的1 、加强对555芯片的了解，巩固和加深课堂教学内容；2 、提高动手能力和工作技能，培养科学工作作风；3 、为学习后续课程和从事实践技术工作奠定坚实基础。
二、课程设计时间本课程设计采用课下独立设计和课上集中实践相结合的方式，课上实践包括电子元器件的识别和电路图的设计等，课下设计包括原理的分析和设计报告的整理等。
三、课程设计内容一、 555 芯片简介555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有成本低、性能可靠、结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。
555 定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。
广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电器以及通信产品等电子设备中。
555 定时器又称时基电路。
555 定时器按照内部元件分有双极型（又称 TTL 型）和单极型两种。
双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管。
555芯片原理原理图：分压器为两个电压比较器 C1 、C2 提供参考电压。
如 5 端悬空，则比较器 C1 的参考电压为 2／ 3Ucc ，加在同相端； C2 的参考电压为 3 ／ 1Ucc ，加在反相端。
RS 触发器RS 触发器由两个与非门交叉耦合组成，R 和 S 是信号输出端， Q 为触发器的输出端。
其真值表如下输入输出说明R S Q1 1 NC 不翻转0 1 1 置 11 0 1 置 00 0 1 非法比较器如图所示， C1 、C2 是两个电压比较器，如果用U+ 和 U- 表示相应输入端上所加电压，则当 U+﹥ U- 时，其输出为高电平，当U+ ﹤U- 时，输出为低电平。
光电器件及应用课程设计
吉林建筑工程学院电气与电子信息工程学院《光电器件及应用》课程设计报告设计题目：校内LED路灯应用现状及前景分析专业班级：_________ 信科092 ____________学生姓名：_____________________________学号：___________ 10309216 ____________指导教师：__________ 吴贺君____________设计时间：____ 2012. 7・2—2012. 7・6教师评语:成绩评阅教师FI期目录第1章LED路灯的工作原理 (1)1.1太阳能电池的工作原理 (1)1.2LED工作原理 (3)第2章LED节能情况 (4)第3章LED路灯投入及存在的问题 (5)3. 1 现在一般配置的太阳能LED路灯大概如下...................... □3.2LED路灯存在的问题 (5)第4章前景分析第1章LED路灯的工作原理太阳能电池工作原理太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。
所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太阳光或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。
光生伏打效应：当光照射到pn结上时，产生电子一空穴对，在半导体内部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受内部电场的吸引，电子流入n区，空穴流入P 区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。
它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。
光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。
当把能量加到纯硅中时（比如以热的形式），它会导致儿个电子脱离其共价键并离开原子。
每有一个电子离开，就会留下一个空穴。
然后，这些电子会在晶格周围四处游荡，寻找另一个空穴来安身。
这些电子被称为自山载流子，它们可以运载电流。
光电系统课程设计报告
光电系统课程设计报告设计题目：光电心率计指导老师：吴xx班级： 10XX设计者： XXX设计者学号： *************同组者姓名： ********************************************************************************************* 设计者联系电话： ******************目录一．摘要 (4)二．技术指标 (4)三．设计原理 (5)3.1、光电探测电路 (5)3.2、电源电路 (6)3.3、滤波放大电路及虚拟地电路 (6)3.4、单片机电路 (7)3.5、显示电路 (8)3.6、蜂鸣器电路 (9)四．设计方案论证 (9)4.1、心率计的软件实现方法 (9)4.2、滤波放大电路的实现 (9)4.3、光电探测电路的实现 (10)4.4、心率值的显示方法 (10)五. 硬件电路设计 (11)5.1、电源电路设计 (11)5.2、光电探测电路 (12)5.3、“虚拟地”电路 (12)5.4、滤波放大电路 (12)5.5、单片机电路 (13)5.6、译码显示电路 (15)5.7、蜂鸣器电路 (16)六．软件设计 (16)6.1 总流程图 (17)6.2 主函数流程图 (18)6.3 采样比较程序 (19)6.4 心率计算与显示警报模块 (20)七．结论 (21)八．课程设计的心得体会 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录一、程序代码 (23)附录二、原理图 (28)附录三、PCB所有层图 (29)附录四、顶层PCB图 (30)附录五、底层PCB图 (30)附录六、元件清单 (31)一．摘要随着现代社会，人们对自己的健康越来越关心，因此对各种医疗设备的需要也越来越大。
其中心率测量仪是最常见的医疗设备之一，它能应用于医疗、健康、体育以及我们生活中的方方面面，因此一个简单便宜而又有较高精度的心率测量仪是很有市场的。
《光电系统课程设计》报告模板_2010
《光电系统课程设计》设计报告班级：学号：姓名：年月日一、CCD的工作原理CCD的工作原理：线阵CCD由光电二极管阵列组成的光敏区，转移栅，CCD模拟移位寄存器，以及其他一些控制电路构成。
光敏区可以把入射在其上的光能转化为电能，同时把所形成的电荷进行转移，变成便于利用的电压信号而且只有及时地把电荷转移走才能使得CCD芯片连续工作。
而转移栅的功能就是实现把光敏区产生的电荷进行快速准确的转移，必须用外界电路产生相应的波形（电压）进行控制，因此设计CCD的驱动电路成为能使器件正常工作的重要环节。
在转移栅把光敏区的产生的信号电荷转移到CCD 模拟移位寄存器的同时，光敏区又开始工作进行新一轮的转换。
CCD模拟移位寄存器则把转移过来的电荷保存并向外（计算机）传输。
剩余的电路如钳位和采样保持的作用是使得CCD芯片输出的信号的电平能稳定的保持，钳位则可以给采样保持电路提供一个稳定的采样值，采样保持电路的作用是把钳位电路的输出值保持一定的时间，使得波形成为高低电平的形式而不是脉冲。
CCD的工作过程：TCD2252D的基本结构原理图。
它是由2776个PN结光电二极管构成光敏单元阵列，其中前64个和后12个是用做暗电流检测而被遮蔽的，图中用符号表示；中间的2700个光电二极管是曝光像敏单元，图中用iD(0,1,2i=iS(0,1,2i= 示。
每个光敏单元的尺寸为8μm×8μm，相邻象素中心距8μm，相邻传感线间距48μm。
光敏单元阵列的两侧是用做存储光生电荷的MOS电容存储栅。
MOS电容存储栅的两侧是转移栅电极SH，转移栅电极的两侧为CCD模拟移位寄存器，其信号输出部分由输出放大器单元的OS端输出。
① SP：与像元同步，像敏单元采样脉冲，用作采样控制信号；② CP：缓冲控制脉冲（箝位栅）；③ SH：完成将光敏区信号电荷向模拟移位寄存器中转移，在光积分期间，起到隔离作用；④ RS：当转移栅把信号电荷转移到移位寄存器中后，移位寄存器要一位一位输出电荷，为了不使得输出混乱，RS电极需要外加适当的复位脉冲，每当前一个电荷包输出完毕，下一个电荷包尚未输出之前，RS电极上应出现复位脉冲，它把前一电荷包抽走，以准备接受下一电荷包到来。
光电器件课程设计
吉林建筑大学电气与电子信息工程学院《光电器件及应用》课程设计报告设计题目：光电器件在校园节能中的应用专业班级：电子信息科学与技术学生姓名：王岩学号：10311101指导教师：张玉红设计时间：2014.06.30－2014.07.04教师评语：成绩评阅教师日期目录第1章校园节能的重要性 (3)第2章LED在照明系统中的应用 (4)2.1 LED的概念 (4)2.2 LED的技术发展现状 (4)2.3 LED照明的应用 (5)2.4 LED在教学楼中的应用举例 (6)第3章太阳能技术在校园节能中的应用 (7)3.1 太阳能电池的概念 (7)3.2 太阳能电池的应用 (7)3.3 太阳能电池的应用举例 (7)第4章总结 (9)4.1 光电器件在校园节能中的应用 (9)4.2 发展前景 (9)第1章校园节能的重要性近年来高校的迅速发展，高校校园能源消耗急剧增加，这其中隐含的能源浪费现象不容忽视。
一方面由于在校生人数增长、建筑面积增加、教学实验耗能设备增多、建筑施工项目多等方面的原因。
另一方面也存在对节能工作重视不够，能源利用中暴露出的浪费严重的问题也日益突出，这是我们更应关注的关键问题问题所在。
大学对整个国家的节能减排意义重大。
高校既是重要的用能单位, 又是传播节能新理念、创造节能新技术、研发节能新产品的重要基地, 同时在节能技术和产品开发也卓有成效。
鼓励高校自主研发新技术, 在降低学校自身的能耗的同时, 向全社会加强节能新技术和新产品的推广和应用。
科学技术是生产力, 管理亦是生产力。
发展循环经济、构建节约型社会是我国的基本国策。
做好节能减排思想工作，在全校范围内积极推广节能减耗、和谐发展、建设节约型校园，使节约意识深入人心，成为全体师生员工的自觉行动，为学生素质的全面发展和学校事业的全面推进做出积极贡献。
举办与节能减排相关的活动开展各种活动，大力宣传节约意识。
举办专题讲座，组织科普活动，发放宣传资料，让学生更加了解到节能减排的重要性和长远性。
光电实际应用课程设计
光电实际应用课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光电效应的基本原理，理解光与电之间的转换关系。
2. 让学生了解光电实际应用中的典型实例，如太阳能电池、光电传感器等。
3. 使学生了解光电技术在现代科技领域的重要地位和作用。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识分析和解决光电实际问题的能力。
2. 提高学生的实验操作技能，通过实践感受光电现象的魅力。
3. 培养学生团队协作和沟通表达的能力，通过小组讨论和报告等形式，分享学习心得。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对光电科学的兴趣，培养其探索精神。
2. 培养学生关注光电技术在实际应用中的价值，认识到科技对社会发展的推动作用。
3. 引导学生树立环保意识，认识到光电技术在节能减排方面的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程将目标分解为以下具体学习成果：1. 学生能熟练阐述光电效应的原理，并解释相关实例。
2. 学生能运用所学知识，分析光电应用中存在的问题，并提出解决方案。
3. 学生能通过实验操作，观察光电现象，并撰写实验报告。
4. 学生能在小组讨论中积极参与，分享学习心得，提高团队协作能力。
5. 学生能关注光电技术在现代科技和生活中的应用，认识到其对社会发展的贡献。
二、教学内容本课程教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，进行以下组织和安排：1. 光电效应基本原理：介绍光电效应的定义、分类及光电效应的基本过程，涉及教材中第二章“光与物质的相互作用”相关内容。
2. 光电实际应用实例：讲解太阳能电池、光电传感器、LED等典型光电应用，结合教材中第四章“光电技术及其应用”相关章节，分析其工作原理和性能特点。
3. 光电技术在实际应用中的挑战与解决方案：分析光电技术在实际应用中面临的问题，如效率、稳定性等，探讨教材中第五章“光电技术的现状与发展”相关内容，提出解决方案。
4. 实验教学：安排光电效应实验和光电应用实例操作，结合教材中第三章“实验与实践”相关内容，让学生亲身体验光电现象，提高实践能力。
光电课程设计报告
课程设计总结报告课程名称：《光电技术》课程设计学生姓名：汤备系别：物理与电子学院专业：电子科学与技术指导教师：徐代升2010年 07 月02日目录一、设计任务书 (3)1、课题 (3)2、目的 (3)3、设计要求 (3)二、实验仪器 (3)三、设计框图及整体概述 (4)四、各单元电路的设计方案及原理说明 (4)NE定时器构成多谐振荡器作调制电源 (5)1、用555NE电路结构 (5)（1）555NE定时器组成的多谐振荡器 (5)（2）由555（3）发射端电路 (6)LF放大器构成接收放大电路 (6)2、用353（1）光放大器 (7)（2）光比较放大器 (7)五、调试过程及结果 (8)1、调试的过程及体会 (8)2、调试结果 (8)六、设计、安装及调试中的体会 (9)七、对本次课程设计的意见及建议 (9)八、参考文献 (10)九、附录 (10)1、整体电路图 (10)2、课程设计实物图 (10)3、元器件清单 (11)一、设计任务书1、课题光电报警系统设计与实现。
2、目的本课程设计的基本目的在于巩固电子技术、光电技术、感测技术以及传感器原理等方面的理论知识，从系统角度出发，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力，并养成严谨务实的工作作风。
通过个人收集资料，系统设计，电路设计、安装与调试，课程设计报告撰写等环节，初步掌握光电系统设计方法和研发流程，逐步熟悉开展工程实践的程序和方法。
3、设计要求（1）基本要求NE构成占空比为0.5多谐振荡器作发光二极管的调制电源，并对参用555LM构成比较放大器进行报警电路设计；画出所数选择进行分析说明；选用324做实验的全部电路图，并注明参数；记录调试完成后示波器输出的各测量点电压波形。
（2）扩展要求（选做）分析影响作用距离的因素，提出提高作用距离的措施；设想光电报警系统的应用场合，并根据不同应用提出相应电路的设计方案。
如需要闪烁报警，电路如何设计？二、实验仪器多功能面包板………………………………………………………………1块TDS.60MHz.1Gs s双通道数字存储波示器………………………1台1002YB A A直流稳压电源…………………………………………………1台17333万用表………………………………………………………………………1台三、设计框图及整体概述光电报警系统是一种重要的监视系统。
光电元件应用实验报告
一、实验目的1. 理解光电元件的基本工作原理和特性。
2. 掌握光电元件在不同应用场景下的实际操作和测试方法。
3. 分析光电元件在工业自动化、信息处理和光学仪器等领域的应用。
二、实验原理光电元件是一种将光信号转换为电信号的器件，具有响应速度快、灵敏度高、抗干扰能力强等特点。
常见的光电元件有光电二极管、光电三极管、光敏电阻、光敏电容等。
三、实验内容1. 光电二极管测试（1）实验目的：了解光电二极管的基本特性和工作原理。
（2）实验仪器：光电二极管、稳压电源、示波器、电阻、导线等。
（3）实验步骤：① 将光电二极管与稳压电源、电阻和示波器连接成电路。
② 调整稳压电源，使光电二极管两端电压为0.7V。
③ 观察示波器上的波形，记录光电二极管导通时的电流值。
④ 改变光照强度，观察电流值的变化。
2. 光电三极管测试（1）实验目的：了解光电三极管的基本特性和工作原理。
（2）实验仪器：光电三极管、稳压电源、示波器、电阻、导线等。
（3）实验步骤：① 将光电三极管与稳压电源、电阻和示波器连接成电路。
② 调整稳压电源，使光电三极管基极电压为0.7V。
③ 观察示波器上的波形，记录光电三极管导通时的电流值。
④ 改变光照强度，观察电流值的变化。
3. 光敏电阻测试（1）实验目的：了解光敏电阻的基本特性和工作原理。
（2）实验仪器：光敏电阻、稳压电源、示波器、电阻、导线等。
（3）实验步骤：① 将光敏电阻与稳压电源、电阻和示波器连接成电路。
② 调整稳压电源，使光敏电阻两端电压为5V。
③ 观察示波器上的波形，记录光敏电阻导通时的电流值。
④ 改变光照强度，观察电流值的变化。
4. 光电元件在工业自动化中的应用（1）实验目的：了解光电元件在工业自动化领域的应用。
（2）实验仪器：光电传感器、PLC（可编程逻辑控制器）、执行器、导线等。
（3）实验步骤：① 将光电传感器、PLC和执行器连接成电路。
② 编写PLC程序，实现光电传感器检测到物体时，控制执行器动作。
光电仪器的原理及应用实验报告
光电仪器的原理及应用实验报告1. 引言光电仪器是一种将光信号转化为电信号的设备，广泛应用于光学测量、光学通信、光学传感、光学信息处理等领域。
本实验旨在了解光电仪器的基本原理及其应用，并通过实验验证其性能和特性。
2. 光电仪器的原理光电仪器的工作原理基于光电效应，即光能转化为电能的现象。
光电效应由爱因斯坦在1905年提出，其基本原理可以归纳为以下几点：•光电发射效应：当光照射到任何金属表面时，如果光的频率超过一定临界频率，金属表面将发射出电子。
•光电效应的电子能谱：光电发射的电子能量与入射光的频率有关，与入射光的强度无关。
•光电效应的光电子：光电子有能量的离散性，且最大动能与入射光的频率成正比。
•光电效应的波粒二象性：光电效应既具有波动性，又具有粒子性，可以用光子的观点解释。
3. 光电仪器的类型和应用光电仪器的类型多种多样，适用于不同的实验和应用场合。
以下列举了几种常见的光电仪器及其应用：3.1 光电二极管（Photodiode）光电二极管是一种将光信号转化为电信号的光电器件，其工作原理是光照射到二极管上会产生光电流。
光电二极管广泛应用于光电测量、光通信、光电传感等领域。
•在光电测量领域，光电二极管可以用来测量光强、光功率、光谱等参数。
•在光通信领域，光电二极管用于检测光信号并将其转化为电信号，用于光通信系统的接收端。
•在光电传感领域，光电二极管可以用于检测环境光强、红外线等，实现自动控制和传感应用。
3.2 光电倍增管（Photomultiplier Tube）光电倍增管是一种高灵敏度的光电仪器，可以将微弱光信号放大到可测量的程度。
光电倍增管由光电阴极、光电子倍增器以及输出电子学组成。
•光电倍增管主要用于测量低强度光信号，包括光谱分析、荧光测量、核辐射测量等。
•光电倍增管还广泛应用于粒子物理学实验中，用于探测高能粒子、测量粒子的时间、能量以及粒子的飞行路径等。
3.3 光子计数器（Photon Counter）光子计数器是一种用于计数光子的光电仪器。
光电信息技术及应用课程设计 (2)
光电信息技术及应用课程设计一、课程设计目的本课程设计旨在通过设计和实现光电信息技术相关应用，提高学生对于光电信息技术的理论和应用的综合能力，以及培养学生的实际动手能力。
二、课程设计内容1. 系统设计通过了解光电信息技术的相关知识，结合实际应用需求，设计一套光电信息技术系统。
2. 系统实现采用硬件及软件相结合的方式，完成光电信息技术系统的实现。
3. 系统测试对完成的光电信息技术系统进行测试，确保其实际应用中的可靠性、稳定性、有效性等指标符合实际应用需求。
三、课程设计步骤1. 系统需求分析针对所选光电信息技术应用领域，分析其应用需求和功能需求，明确系统的需求。
2. 系统设计基于所分析的需求，设计出系统结构图、系统模块图、各模块交互关系图、系统时序图。
3. 系统实现根据设计完成硬件及软件的实现。
硬件方面：根据设计方案，选择合适的光电信息技术相关硬件设备，搭建硬件系统，完成硬件的调试和验证。
软件方面：基于硬件实现，编写软件程序，并进行调试。
4. 系统测试对实现的光电信息技术系统进行测试，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等，确保系统符合所设计的需求和实际应用的需求。
四、课程设计评分标准1.系统分析设计：30分2.硬件系统实现：30分3.软件系统实现：30分4.测试及报告撰写：10分五、课程设计参考书目1.《光电信息技术基础》2.《光电信息技术与应用》3.《光电子技术及应用》4.《现代光电技术与应用》六、结语通过本课程设计的学习，学生可以全面掌握光电信息技术的相关知识，并且能够实际运用所学知识完成一套光电信息技术系统的设计和实现，提高了学生的实践能力和提高了对应用技术的了解。
光电器件的设计与应用
光电器件的设计与应用光电器件是指将光学和电子学相结合的器件，具有光信号输入和电信号输出的功能。
它是当前光通信、光电子和信息处理等领域的关键技术之一，也是未来信息通信和高速计算领域的重要组成部分。
本文将探讨光电器件的设计与应用。
一、光电器件的基本原理光电器件的基本原理是将光信号转换为电信号或反之，实现光与电之间的转换。
常见的光电器件包括光电二极管、光电探测器、光电开关、光电晶体管等。
其中，光电二极管是最简单的光电器件，由PN结和接收面构成，将光信号转换为电信号。
光电探测器是相对敏感度比较高的光电器件，它可以将光能转化为电能，实现光谱细节的测量和光电信号的输出。
二、光电器件的设计方法在光电器件的设计中，需要充分考虑光的特性和电的特性，以满足光电信号的转换需求。
首先，光电器件的设计需要考虑信号特性，包括信号的波长、频带宽度、输入光功率等，这些参数决定了光电器件的响应速度和灵敏度。
其次，光电器件的设计还需要考虑光路结构和材料的选择，光路结构涉及波导结构、光学镜面、光纤等，材料的选择涉及半导体材料、光电器件的工艺等。
最后，光电器件的设计需要进行模拟分析和实验验证，以确保设计的可行性和性能指标的满足。
三、光电器件的应用领域光电器件在光通信和数据处理领域有广泛的应用。
在光通信领域，光纤通信是最常见的应用，它具有高速传输、抗干扰等优点，在宽带接入、数据中心等领域得到了广泛应用。
光电器件在光存储、激光雷达、光学成像等领域也有广泛应用，如对于光学成像，利用光电器件将光信号转换为电信号后，再通过数字信号处理技术对其进行处理，可以得到高品质的图像和视频。
此外，光电器件还应用于生物传感、医学影像、安防监控等领域。
例如，利用光电器件实现对生物分子的检测和分析，在疾病诊断和治疗中起到重要作用。
总之，随着信息技术的不断发展和应用需求的变化，光电器件的设计和应用也在不断进步和拓展。
未来，我们有理由相信，光电器件的应用前景将更加广泛和深远。
光电设计报告
光电控制系统技术及应用课程设计报告书红外线感应开关学生姓名：学号：指导教师：完成时间：、一 课程设计概述本课程利用红外线反射原理作为传感器，通过检测发射的红外线编码信号是否被反射来判断是否有物体在开关前面，从而控制继电器的开关动作，可以有效模拟自动干手机等控制设备的工作。
由于电路设计中对红外线信号进行编码，同时在接收端又加入了同相信号滤波处理，使得开关工作非常可靠，无误动作。
二 设计原理电路图本制作电路原理如图1所示：1、整体电路如下：三 程序设计总体电路模板设计：四：各部分设计以及原理分析电源供电电路图（部分）如下： 开关电路（部分）红外线感应电路1.功能分析开关控制电路：可接入工作设备，由开关电路控制。
红外线感应电路：IC1B、R5、R6、VD2、C2组成振荡器，从IC1的4脚输出脉冲信号，经VT3放大后，驱动红外发光管发射红外线信号。
发射的信号前面若没有东西挡住，红外接收管便无法接收信号，后续电路不工作，当前面有物体挡住时，如人手在前面晃动，发射的红外信号便被反射回来，经VD1接收后、VT1、VT2放大后，在R3端输了放大了的红外线信号，在IC1A与非门电路上进行选频放大，然后反相后从IC1的3脚输出，经IC1C、IC1D处理后，驱动继电器工作。
延时电路：R10、C5组成延时电路，调节这二个元件的参数，可以调节很次动作后自动延时的时间，本电路设计的延时时间为30秒，具体由于阻容元件均有一定的误差，实际延时可能会略有差别；五：检测与调试1、全部电路装好后，串入电流表，接上直流12V电源，若电流大于100毫安，说明电路中有故障，应仔细检查，集成电路有没有装反，焊接时是否有搭锡短路等情况；2、用镊子短接VT5的C、E极，正常可听到继电器吸合的声音，同时可看到工作指示灯点亮，若短接时电流较大，且没听到继电器吸合声，应查看VD5是否装反；3、在对红外线电路调试时，最好配一台双踪示波器，以便更好地学习同相滤波抗干扰电路的原理；4、通电后测量IC1第4脚波形，正常时可以看到方波信号，若不正常，应仔细查看相关元件是否装错，是否有虚焊等；5、测量IC1第2脚波形，可以看到幅值为电源电压的方波信号，若不正常，应检查VT3是否装反；6、测量IC1第1脚波形，在红外对管前面没有物体时，此脚电压基本为0，当有物体挡住时，可以看到接收并被放大的信号波形，物体离红外管越近，幅值越大，如果看不到以上所述的电压波形，应仔细检查VT1、VT2是否反装，红外接收管VD1是否有搭锡现象，只要元件安装无误，都能看到正常波形；将IC1第1脚和第2脚电压波形同时显示在示波器屏幕上，用物体（可直接用手）靠近红外管，注意查看两处波形，当物体离红外管远时，1脚电压幅度小，同时为三角波，而当足够近（10cm以内）时，幅值为电源电压值，同时为梯形波，且与2脚电压波形具有相同的相位，当IC1的1脚和2脚都为高电平时，其3脚就输出低电平信号，只有与发射端相位相同，且频率相同的信号，才能被有效放大，这也是同相滤波抗干扰电路设计的原理所在，学生实训时因重点掌握。
光电电路课程设计报告(光控窗帘)
课程设计报告课程光电电路课程设计题目光控窗帘系别物理与电子工程学院年级10级专业班级学号学生姓名指导教师职称讲师设计时间2013.4.15~2013.4.25目录一题目要求与方案论证 (2)1.1光控窗帘 (2)1.1.1题目要求 (2)1.1.2 方案论证 (2)二电子线路设计与实现 (6)2.1光控自动窗帘的设计 (6)三结果与分析 (8)3.1 光控自动窗帘的实现 (8)四总结与体会 (11)参考文献 (12)一题目要求与方案论证1.1光控窗帘1.1.1题目要求光控自动窗帘是利用自然光线自动控制窗帘开闭的家用自动控制装置。
具体要求如下：（1）白天室内需要阳光照明，窗帘自动拉开；晚上窗帘自动拉合。
（2）设置两个手动开关，打到一个开关时窗帘拉开，打到另一个开关时窗帘拉合。
（3）电路由光控电路和直流电动机正反转驱动与延时控制电路组成。
光控电路由光敏三极管构成，受光线的照射，光敏三极管内阻降低，无光照时，光敏三极管内阻增大。
电动机正转将窗帘打开，反转将窗帘闭合。
1.1.2 方案论证1、系统框图系统组成如图1所示。
系统分为输入端和控制器两部分。
图1 系统组成框图2、设计思想采用555时基集成电路来实现光控自动窗帘电路和延时控制电路，环境光线的照射来实现窗帘的自动开合（窗帘在清晨能自动拉开，在傍晚能自动关闭）。
利用单刀双掷开关，阻值1kΩ和2MΩ的两个电阻来组合实现光敏三极管的功能。
当白天有光照的时候，光敏三极管内阻降低，相当于单刀双掷开关接1kΩ的电阻；无光照时，光敏三极管内阻增大，相当于单刀双掷开关接2MΩ的电阻。
直流电动机正反转驱动则通过两个接向相反的发光二极管的发光情况来体现。
3、555芯片介绍555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。
虚线边沿标注的数字为管脚号。
其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V—18V范围内使用。
光电课程设计小组报告书
光电课程设计小组报告书一、教学目标本章节的教学目标包括以下三个方面：1.知识目标：学生需要掌握光电效应的基本原理，了解光的传播和吸收规律，理解光电探测器的工作原理和性能指标。
2.技能目标：学生能够运用光电效应的基本原理分析和解决实际问题，具备设计和搭建光电探测系统的基本能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对光电科技的兴趣和好奇心，提高学生对科学研究的热情和责任感，培养学生的团队合作和创新精神。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.光电效应的基本原理：光的传播和吸收规律，光电效应的产生条件和过程。
2.光电探测器的工作原理和性能指标：光电二极管、光电三极管、光敏电阻等光电探测器的结构和工作原理，性能指标的定义和测量方法。
3.光电探测系统的应用：光电控制系统、光电通信系统、光电图像传感器等光电探测系统的应用案例。
三、教学方法为了实现本章节的教学目标，我们将采用以下几种教学方法：1.讲授法：通过讲解光电效应的基本原理和光电探测器的工作原理，帮助学生建立基础知识框架。
2.案例分析法：通过分析实际的光电探测系统应用案例，让学生了解光电技术在实际中的应用和优势。
3.实验法：安排实验课程，让学生亲手搭建光电探测系统，培养学生的实验技能和解决问题的能力。
四、教学资源为了支持本章节的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内知名出版社出版的光电效应和光电探测器相关教材，提供全面系统的理论知识。
2.参考书：推荐学生阅读光电科技领域的经典著作和最新研究成果，拓宽视野和知识面。
3.多媒体资料：制作光电效应和光电探测器的PPT课件，提供直观清晰的讲解和演示。
4.实验设备：准备光电探测器实验套件，让学生进行实际操作和实验验证。
五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等环节，记录学生的表现，反映学生的学习态度和积极性。
光电有关的课程设计
光电有关的课程设计一、教学目标本章节的教学目标旨在让学生掌握光电基础知识，培养学生对光电技术的兴趣和好奇心，提高学生的科学素养。
具体目标如下：1.知识目标：–了解光电现象的基本原理；–掌握光电效应和光子学的基本概念；–了解半导体材料在光电领域的应用；–学习光纤通信和光电子技术的原理及应用。
2.技能目标：–能够运用光电效应和光子学的知识解决实际问题；–能够分析光纤通信和光电子技术的基本电路和系统；–能够进行简单的光电实验操作。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对光电技术的热爱和好奇心，激发学生对科学的探索精神；–培养学生团队合作意识，提高学生沟通能力和协作精神；–培养学生环保意识，使学生认识到光电技术在可持续发展中的重要性。
二、教学内容根据教学目标，本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.光电现象的基本原理：光的传播、光的电磁理论、光电效应等；2.光子学的基本概念：光子、光子能量、光子频率等；3.半导体材料在光电领域的应用：太阳能电池、光敏电阻等；4.光纤通信和光电子技术的原理及应用：光纤、光发射器、光接收器等；5.光电实验操作：光电效应实验、光纤通信实验等。
三、教学方法为了实现教学目标，本章节将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解光电现象的基本原理、光子学的基本概念等理论知识；2.案例分析法：分析光纤通信和光电子技术的实际应用案例，使学生更好地理解理论知识；3.实验法：进行光电效应实验、光纤通信实验等，培养学生的实践操作能力；4.小组讨论法：分组讨论实验结果，培养学生团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光电教材，为学生提供系统的理论知识；2.参考书：提供光电领域的经典著作和最新研究论文，拓展学生的知识视野；3.多媒体资料：制作光电现象演示视频、实验操作视频等，使抽象的理论知识更直观、易懂；4.实验设备：准备光纤通信实验装置、光电效应实验装置等，为学生提供实践操作的机会。
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建筑工程学院电气与电子信息工程学院《光电器件及应用》课程设计报告设计题目：校LED路灯应用现状及前景分析专业班级：信科092 学生：学号： 10309216 指导教师：吴贺君设计时间： 2012.7.2－2012.7.6目录第1章LED路灯的工作原理 (1)1.1 太阳能电池的工作原理 (1)1.2 LED工作原理 (3)第2章 LED节能情况 (4)第3章LED路灯投入及存在的问题 (5)3.1 现在一般配置的太阳能LED路灯大概如下 (5)3.2 LED路灯存在的问题 (5)第4章前景分析 (7)第1章 LED路灯的工作原理1.1太阳能电池工作原理太阳能电池工作原理的基础是半导体PN结的光生伏打效应。
所谓光生伏打效应就是当物体受到光照时，物体的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。
当太或其他光照射半导体的PN结时，就会在PN结的两边出现电压，叫做光生电压。
光生伏打效应:当光照射到pn结上时，产生电子--空穴对，在半导体部P-N结附近生成的载流子没有被复合而到达空间电荷区，受部电场的吸引，电子流入n区，空穴流入p区，结果使n区储存了过剩的电子，p区有过剩的空穴。
它们在p-n结附近形成与势垒方向相反的光生电场。
光生电场除了部分抵消势垒电场的作用外，还使p区带正电，N区带负电，在N区和P区之间的薄层就产生电动势，这就是光生伏特效应。
当把能量加到纯硅中时（比如以热的形式），它会导致几个电子脱离其共价键并离开原子。
每有一个电子离开，就会留下一个空穴。
然后，这些电子会在晶格周围四处游荡，寻找另一个空穴来安身。
这些电子被称为自由载流子，它们可以运载电流。
将纯硅与磷原子混合起来，只需很少的能量即可使磷原子(最外层五个电子)的某个“多余”的电子逸出，当利用磷原子掺杂时，得到的硅被成为N型（“n”表示负电），太阳能电池只有一部分是N型。
另一部分硅掺杂的是硼，硼的最外电子层只有三个而不是四个电子，这样可得到P型硅。
P型硅中没有自由电子（“p”表示正电），但是有自由空穴。
空穴实际是电子离开造成的，因此它们带有相反（正）的电荷。
它们像电子一样四处移动。
电场是在N型硅和P 型硅接触的时候形成的。
在交界处，它们确实会混合形成一道屏障，使得N侧的电子越来越难以抵达P侧。
最终会达到平衡状态，这样我们就有了一个将两侧分开的电场。
这个电场相当于一个二极管，允许（甚至推动）电子从P侧流向N 侧，而不是相反。
当光以光子的形式撞击太阳能电池时，其能量会使电子空穴对释放出来。
每个携带足够能量的光子通常会正好释放一个电子，从而产生一个自由的空穴。
如果这发生在离电场足够近的位置，或者自由电子和自由空穴正好在它的影响围之，则电场会将电子送到N侧，将空穴送到P侧。
这会导致电中性进一步被破坏，如果我们提供一个外部电流通路，则电子会经过该通路，流向它们的原始侧（P侧），在那里与电场发送的空穴合并，并在流动的过程中做功。
只有达到一定的能量——单位为电子伏特（eV），由电池材料（对于晶体硅，约为1.1eV）决定——才能使电子逸出。
我们将这个能量值称为材料的带隙能量。
如果光子的能量比所需的能量多，则多余的能量会损失掉。
在电池顶部采用抗反射涂层，减少硅的反射损失一种提高效率的方法是使用两层或者多层具有不同带隙的不同材料。
而带隙较低的材料放在下方，吸收较低能量的光子。
这项技术可大大提高效率。
这样的电池称为多接面电池，它们可以有多个电场。
如果将外电路短路，则外电路中就有与入射光能量成正比的光电流流过，这个电流称作短路电流，另一方面，若将PN结两端开路，则由于电子和空穴分别流入N区和P区，使N区的费米能级比P区的费米能级高，在这两个费米能级之间就产生了电位差。
可以测得这个值，并称为开路电压。
由于此时p-n结处于正向偏置，因此，上述短路光电流和二极管的正向电流相等，并由此可以决定电位差的值。
太阳能电池峰值功率是标准条件下太阳能电池的输出最大功率，单位峰瓦，或用符号WP表示。
太阳能电池的输出功率取决于太阳辐射、太普分布和太阳能电池的工作温度。
在不同的时间、不同的地点，同样一块太阳能电池的输出功率是不同的，并不向有些人想象的那样，只要有就会互殴额定输出功率，设置人为太阳能电池在灯光下页可正常使用。
按面积计算，每平米的太阳能电池的输出功率大约为120W，随着转换效率的提高，其输出功率也相应的增大。
太阳能电池组件输出功率的选择，要根据太阳能灯的光源功率、使用时间和当地的气候地理条件等来确定。
太阳能电池组件在使用过程中，如果有一片太阳能电池单独被树叶遮挡长时间遮挡，被遮挡的单片太阳能电池在强烈的照射下就会发热而损害，甚至会造成整个太阳能电池组件损坏，这就是所谓的热岛效应。
为了防止热岛效应，一般是将太阳能电池倾斜放置，使太阳能电池表面不能附着遮挡物。
对任何一个太阳能照明系统来说，充放电控制电路得优劣将直接影响到系统应用的成败。
由于太阳能光伏发电系统输入的能量极不稳定，光伏发电系统中对蓄电池充电的控制要比普通对蓄电池充电的控制器要复杂。
一个性男女良好的光伏电池控制器应具有控制蓄电池充放电、温度调节、最大功率跟踪和过充保护、过放保护、短路保护、反接保护等多种保护功能以及自动开关和时间调整功能。
从而保证系统可靠运行，同时使太阳能电池组件可以在不同温度和辐照情况下智能输出最大功率，使照明系统具有很高的效率。
由于太阳能照明系统蓄电池的充电直接由太阳能电池提供，得到的能量既不稳定，所有要配置容量合理、性能可靠的蓄电池，以保证光伏发电系统的政策工作。
在太阳能光伏照明系统中，通常选用的是免维护铅酸蓄电池。
免维护铅酸电池是一种新型的蓄电池，它采用全密封方式，放电率高，特性稳定；无需加水；安装时简单，占地面积小，可水平垂直安装，期望寿命一般为5-7年。
选择蓄电池容量的一半原则是：首先够满足夜晚照明要求，并能把白天太阳能电池组件产生的能量尽量储存下来，同时还能满足梁旭阴雨天夜晚照明需要的电能。
蓄电池容量过小不能满足夜晚照明的需要，蓄电池容量过大，蓄电池长期处在亏电状态，缩短蓄电池寿命，同时也浪费不必要的投资。
1.2 LED灯工作原理LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电能转化为光能。
LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附着在一个支架上，是负极，另一端连接电源的正极，整个晶片被环氧树脂封装起来。
半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。
但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。
当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。
而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。
太阳能LED路灯选择单色LED作光源，其亮度与光源的功率有直接关系，也直接影响系统配置和投资费用。
在相同照明时间条件下，光源功率越大，广度越高，系统配置越大，费用越高；功率越小，亮度越低，系统配置降低，费用减少。
一般的灯杆、灯具都可以作为太阳能灯的选择对象。
如果采用在灯杆上直接安装太阳能电池组件的方案，需根据太阳能电池组件面积加工制作太阳能电池组件的支架，同时考虑灯杆的抗风强度问题。
灯具和灯杆的选择面较宽，一般满足使用、美观的要求即可。
第2章 LED的节能情况根据调查我校共有太阳能LED路灯120盏，根据网上查找发现太阳能LED 灯一般就20W，而白炽灯和高压汞灯分别是40W和50w。
所以在一个月（30天）每盏灯消耗能量：LED灯消耗掉的能量E=P•t=6000⨯⨯w•h=6kw•h ①1030=20白炽灯消耗掉的能量E=P•t=40⨯=12000w•h=12kw•h ②30⨯10高压汞灯消耗掉的能量E=P•t=1500030=⨯w•h=15kw•h ③⨯5010由以上的计算我们可以得出在一个月使用LED灯每盏只消耗掉6度电，白炽灯消耗掉近12度电，而高压汞灯消耗掉15度电。
可见我们学校使用太阳能LED 灯是多么的经济。
第3章LED路灯投入及存在的问题3.1现在一般配置的太阳能LED路灯大概如下:太阳能电池板：单晶硅或多晶硅太阳能电池板功率：80W～160W蓄电池：12V专用阀控免维护电池光源：采用40LED超高亮光源控制系统：微电脑智能控制，防过充，过放，输出短路保护及根据光暗自动开，关灯使用环境：-35℃～60℃照明时间：正常光照下每天6-8小时或可根据客户要求设定，在蓄电池满点时可连续工作3-5天价格基本从3000元起，就按最低配置算的话，我们学校也要投入元。
3.2 LED灯存在问题目前我国LED灯具产业正进入自主创新、实现跨越式发展的重大历史机遇期，LED路灯的应用不断扩大，但LED路灯在应用实践中确实遇到了一些问题，全国都成了LED路灯的试验场，部分产品没有科技含量，低水平重复建设，LED 路灯应用存在着一些问题有待于解决。
1. 价格偏高目前LED路灯的成本还远高于高压钠灯，一款LED路灯价格在3000~5000元，甚至更高，而一套进口品牌的高压钠灯(含灯具、成套电器光源)价格不超过1500元。
就现状而言，LED路灯明显太贵，价格是高压钠灯的2~5倍。
因此即使LED路灯的耗电量仅是高压钠灯的二分之一，但由于价格比高压钠灯高许多，用LED路灯代替高压钠灯成本回收周期仍然会很长。
所以，LED路灯要在道路照明市场正式推广，价格及成本仍然是最大障碍。
要使LED路灯下降到与现有灯具的竞争价格，需要各厂商的成本下降。
而近期只能是在LED技术不断成熟、发光效率不断提高的前提下，通过LED的寿命优势、节能优势来弥补灯具价格上的劣势。
2. 国产光源还不能满足市场需求国LED光源的发展相对国外起步较晚，技术水平离国际领先业者还存在一定距离。
目前，科锐、日亚、欧司朗等进口光源的发光效率普遍超过100lm/W。
虽然国不断大力投入对LED光源技术的开发，技术水平也不断提升，但光效还在从30lm/W到60lm/W再到100lm/W的发展历程中，无论从‘质’和‘量’上，国产LED光源都远不能满足市场需求。
国产LED光源PN结在常温状态工作时，虽然理论寿命可以达到10万小时，但由于散热问题无法得到完全有效的解决，从而使其实际寿命大打折扣，LED路灯的光衰(寿命)问题也成为制约其广泛应用于路灯的关键问题之一。
目前LED 路灯的使用寿命暂无使用经验，不少使用国产LED光源的厂家号称寿命可达到5~6万小时，但没有实际运用数据或者实验室试验数据来支撑，在实际应用过程中，一些厂家的产品由于光衰大，短时间就出现了大量‘死灯’现象，给LED 路灯的名声造成了严重伤害。