(整理)光敏电阻检测光照亮度.

编号：

传感器综合设计实训(论文)说明书

题目：光敏电阻检测光照亮度院（系）：信息与通信学院

专业：电子信息工程

学生姓名：

学号：

指导教师：

2012年6 月20日

摘要

本题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）。使用光敏电阻光照强度的测量并进行显示，采取单片机对光敏电阻输出变化进行处理转换成数字量再使用数码管进行显示。在单片机上加外围器件三个LED，通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。

关键词：光照亮度；光敏电阻；单片机；数码管器

Abstract

Subject to design a light intensity to be automatic detection, display, alarm system, the realization on the outside three different conditions of light intensity FenDang instructions and alarm (weak, appropriate, stronger). Use photoconductive resistance of light intensity measurement that take the monolithic integrated circuit to change photoconductive resistance output processing converted into digital quantity to use digital tube displayed. In the single peripheral devices with three LED, by sampling the light to illuminate intensity choice, in digital tube display voltage size. This design has a simple lines, compact structure, low prices, superior performance etc. Characteristics.

Key words: light brightness; Photoconductive resistance; Single chip microcomputer; Digital pig

目录

引言 0

1 系统概述 0

1.1 设计要求 0

1.2 方案设计 0

1.2.1方案说明 0

1.2.2方案论证 (1)

2 硬件电路设计与分析 (2)

2.1 单片机最小系统 (2)

2.2 光敏电阻的主要特性及参数 (4)

2.3 光敏电阻接入电路图 (5)

2.4 数码管显示电路 (6)

2.5 报警电路 (6)

3 软件设计 (6)

3.1 主程序 (7)

3.2 安装调试及测量数据分析 (8)

4 实训的心得体会 (8)

致谢............................................. 错误!未定义书签。参考文献 (11)

附录 (12)

引言

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。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。还可加上报警部分。对于光照检测部分可利用光敏电阻传感器作为检测元件，它可以完成从光强到电阻值的信号转换，再把电阻值转换为电信号就可以作为系统的输入信号。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数码管来显示，不同的光强对应于不同数码管显示值，就能简单的显示出不同的光强了。

1 系统概述

1.1 设计要求

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）。通过采样到的光照射强度选择，在数码管上显示电压的大小。

（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。

（6）不断检测设计和实践的相差情况

（7）仿真调试方案

（8）给出系统整机电路图。

（9）完成课程设计报告

1.2 方案设计

1.2.1方案说明

(1)传感器选择：选用光敏电阻作为采集光照信号的传感器。

(2)电阻测试：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

条件下分别测的光敏电阻的阻值为<=320欧、1.4--3.6k 欧、>=15.6k 欧。

(3)方案原理图：系统功能描述：考虑到系统的实用价值,确定了光照适宜时的光敏电阻值的范围为1.4--3.6k 欧，当光照过强时，LED1点亮，蜂鸣器报警；光照适宜时，LED2点亮；黑暗时，LED3点亮，蜂鸣器也报警。即光照不适宜时就会报警，所以该系统不但可以完成光强的显示、报警，而且可以判断光照是否适宜。

原理框图如下：

图1-1 原理框图

1.2.2方案论证

(1)光照强度的信号采集部分

采用光敏电阻作为信号采集器件。光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件，无光照时, 光敏电阻值（暗电阻）很大, 电路中电流（暗电流）很小； 当受到光照时，半导体材料电导率增加，电阻减小。其阻值随光照增强而减小。光敏电阻作为光电式传感器的一种，它具有灵敏度高、光谱响应范围宽；体积小、重量轻、机械强度高、耐冲击、耐震动、抗过载能力强和寿命长等特点。所以选择光敏电阻采集光照信号，并把不同的光照强度转化为不同的电阻值。把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值，电路如原理图所示。于是，就把对光照信号的处理转化为对电压信号V 的处理。

(2)信号处理部分：

采用集成电压比较器LM358N 作为信号处理的核心元件，电路连接如原理图所示。光强、适宜、黑暗三种光照状态转换为三个电压值V1，V2，V3作为比较器的输入电压；两个比较器设置两个参考电压Vref1，Vref2。工作过程分析如下：光照较强时V1> Vref1>Vref2，两个比较器的输出电压分别为（5V ，0V ）；光照适宜时Vref1>V2> Vref2， 两个比较器的输出电压分别为（-5V ，0）； 光照黑暗时V3< Vref2 < Vref1 两个比较器的输出电压分别为（-5V ，5V ）。这样就完成了从模拟信号到数字信号的转换,显示部分就变得容易了。

(3)光强显示部分