基于单片机的光照度传感器设计-毕业设计
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。
基于单片机的光照度传感器设计-毕业设计
提供完整版的毕业设计编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的光照度传感器设计学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：***专业：通信工程班级：学号：指导教师：***答辩组负责人：填表时间：年月重庆邮电大学教务处制摘要在科学技术迅猛发展的现代，作为信息获得的一种重要途径——传感器技术得到广泛的应用，其在各个行业中发挥着不可替代的作用，同时对传感器的要求与要求显著提高。
传感器技术对于一个国家的科学发展水平有着重大的决定性作用。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
传感器可以方便的将检测到的模拟信号转化为便于运算处理的数字信号，在现在社会中得到了广泛的运用。
本设计采用光敏电阻为光传感器，光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化（入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大），利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
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。
具体方法是将光敏电阻与一定值电阻串联接入电路，光照强度的变化会引起光敏电阻阻值的变化，从而影响电路电流及电压值的分布，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AT89C51中进行处理，并将其通过液晶屏显示出来。
本设计电路结构简单，成本相对较低，通过对光敏电阻阻值的变化的运算处理，从而检测不同的光照强度，实用性较强。
【关键词】光照强度传感器A/D转换单片机ABSTRACTWith the science and technology developing rapidly today, as a means of obtaining information——the sensor technology got the remarkable progress, its field application is getting more and more wide. Also, its standard has being higher and higher and its demand has being more and more urgent. The sensor technology has become one of the important marks of the national science and technology development level. Therefore, it is very important to understand and grasp the basic structure of all kinds of sensors. Sensors can easily transform the analog signals to digital signals which is facilitate computing and its has a wide range of application in society.The project use photoconductive resistance as a sensor of light intensity, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes(the incident light strong, resistance decreased; the incident light weak, resistance increased). The project can be divided into three parts: testing part, processing part and displaying part. The concrete methods is taking a photoconductive resistance and a certain value resistor in a series access circuit, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes then the voltage changes. We use the ADC0832 to transform the analog signals to digital signals and using AT89C51 to processing the data through programming with Visual C, then display the result through LCD screen. The design has a simple circuit structure, relatively low cost and we can easily know the change of th light intensity through the change of the tolerance of the photoconductive resistance.【Key words】Light intensity Sensor A/D conversion Microcontroller目录前言 (1)第一章传感器相关知识介绍 (2)第一节传感器概述 (2)第二节光敏传感器 (3)第三节传感器的发展 (6)第二章整体框架设计 (7)第一节硬件框架设计 (7)第二节芯片型号选择 (8)第三章A/D转换原理与实现 (11)第一节A/D转换工作原理 (14)第二节ADC0832芯片简介 (17)第四章硬件电路与程序设计 (21)第一节复位电路模块设计 (21)第二节时钟电路模块设计 (22)第三节A/D转换模块设计 (25)第四节LCD显示模块设计 (27)第五章硬件仿真实验 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)一、英文原文 (34)二、英文翻译 (39)三、硬件电路图 (43)四、源程序 (44)前言人们通过感觉器获官得各种信息，然而对于自然规律和各种学科产业的研究开发，人们自身的器就力不能及了，因此传感器应运而生，主要就是为了解决这些人们自身器官所解决不了的问题的。
基于单片机的智能照明控制系统设计-毕业论文
基于单片机的智能照明控制系统设计摘要随着电子技术的飞速发展，基于单片机的控制系统已广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业，微型计算机作为嵌入式控制系统的主体与核心，代替了传统的控制系统的常规电子线路。
楼宇智能化的发展与成熟，也为基于单片机的照明控制系统的普及与应用奠定了坚实的基础。
本文介绍了基于单片机AT89C51的室内灯光控制系统及其原理，提出了有效的节能控制方法。
该系统采用了当今比较成熟的传感技术和计算机控制技术，利用多参数来实现对学校教室室内照明的控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
该照明控制系统的主控制器、分控制器分别是以AT89C51和AT89C2051单片机为基础，实现了通信、信号采集、控制与显示等功能。
使用光电子镇流器，使光源具备自动调节功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：光信号取样电路、人体信号采集电路、键盘与LED显示电路、RS485通信电路、照明灯控制电路、看门狗电路以及信号处理电路等。
对于软件设计主要有主控制器、分控制器的有线通信程序设计以及灯光控制、定时控制、键盘扫描与LED显示等程序设计。
工作时,光信号取样电路采集光照强弱、人体信号采集电路采集室内是否有人、是否为工作时间等信息并将信号送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目的。
关键词：智能控制，主控制器，分控制器，单片机，定时控制The Control System for Intelligent Lighting Based onSingle–chip MicrocomputerAuthor: Li GuozhongTutor: Sun ManAbstractWith the rapid development of electronic technology, the system of control based on Single-chip Microcomputer is widely applied in industry, agriculture, electric power, electron, intelligent building and so on. Microcomputer, as the subject and core of the embedded system of control, replaces the traditional system—electronic circuit. At the same time, the development and maturation of the intelligent building have established the substantial foundation for the popularization and application of the control system for lighting based on single-chip microcomputer。
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。
基于单片机的模拟光照度计设计
文章编号：1005-5630(2021)01-0056-07DOI : 10.3969/j.issn.1005-5630.2021.01.009基于单片机的模拟光照度计设计刘建钊1,2，王 宁1,2（1．上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093；2．上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093）摘要：为了能使照度计显示照度的同时，将照度值所对应的感应电压值也显示出来，方便对光电探测器的工作状态进行实时监测，设计了基于单片机的模拟光照度计。
对该光照度计的光电转换电路、放大滤波电路、A/D 转换电路、显示电路以及报警电路进行了设计，搭建了硬件电路系统，做出了光照度计的实物，并完成了对实物的调试工作。
实验证明，所设计的光照度计可有效显示感应电压值。
关键词：感应电压；照度测量；单片机；实物调试中图分类号：TK 01+9 文献标志码：ADesign of analog illuminometer based onsingle chip microcomputerLIU Jianzhao 1,2，WANG Ning1,2（1. Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China;2. School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China ）Abstract: In order to display the luxmeter of illumination and the induced voltage of illuminance,we design illuminometer based on a single chip microcomputer simulation, and the photoelectric conversion circuit, amplifier filtering circuit, A/D conversion circuit, display circuit and alarm circuit. The hardware circuit system is built. The debugging is completed. Experiments show that the system of illuminometer can display the induced voltage effectively.Keywords: induced voltage ；illumination measurement ；single chip microcomputer ；physical debugging收稿日期 ：2020-11-05基金项目 ：国家自然科学基金（61804096）；国家重点研发计划（2017YFB0503102、2018YFC1313803、2018YFA0701800）作者简介 ：刘建钊(1997—)，男，硕士研究生，研究方向为光电检测。
单片机教案25 课题9 光照度传感器的控制编程
教案三、输入代码打开Arduino IDE，在编辑框中输入下面的样例代码。
//光控小台灯int LED = 8;//定义数字接口8void setup(){pinMode(LED, OUTPUT); //设置数字7口为输出接口Serial.begin(9600); //设置串口通信的波特率为9600 bps}void loop(){int value = analogRead(0); //定义value为模拟接口0读取的值Serial.print("value = "); //串口显示value =Serial.println(value);//串口显示value的值后并回车delay(100);//延时100msif(value <150)//如果value的值小于150,则执行if 后大括号里的语句{digitalWrite(LED, HIGH);//IO 口 8 设置为高电平，点亮数字8口的 LED}else if(value >= 150)//否则如果value的值大于等于150,则执行else if后大括号里的语句{光敏电阻的工作原理就是基于光电效应。
即在有光照射时入射强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
其硬件连接方式跟前面学习的振动开关的连接方式类似，唯一的区别就是将数字口换成了模拟口。
2.汽车上的光照度传感器光照度传感器在日光或灯光的照射下产生电信号，用于空调系统的自动控制或前照灯的自动控制。
用于检测日光照度的传感器也被称为日光传感器或阳光传感器。
光照度传感器有光电池式和光敏电阻式两种类型，汽车上常用的光敏电阻式光照度传感器。
二极管光敏电阻式光照度传感器以二极管为传感元件，此类光照度传感器结构及电路如图所示。
光敏二极管的PN结与普通二极管一样，具有单向导电性，但在阳光照射下，其反向电阻会明显减小。
阳光越强，光敏二极管的反向电阻就越小，将其连接到如图所示的测量电路中，当光敏二被管受到阳光照射而其反向电阻下降时，测量电路就会有与日光量相对应的电流产生，并通过R可输出与光照强度相对应的电压U。
基于51单片机的光照强度检测报告要点
课程设计报告课程名称：智能仪器课程设计题目：基于51单片机的光照强度摘要光敏电阻测光强度系统，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。
还可加上照明部分。
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，AD采集模块，运算放大，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，使得光照在低于一定强度的时候让照明灯亮，是一种常用的测试仪器，它可以用在需要照明的各个地方，根据灯光的强弱，自动控制照明灯的开关，有力地节约了电力资源。
关键词：51单片机，，LM358，ADC0809,1602液晶，光敏电阻目录一、设计任务、要求 (3)1.1 设计任务： (3)1.2 设计要求： (3)二、方案总体设计 (4)2.1 方案一： (4)2.2 方案二： (4)2.3系统采用方案 (4)三、硬件设计 (6)3.1 单片机最小系统 (6)3.2 液晶显示模块 (6)3.3 系统电源 (7)3.4 整体电路 (8)四、软件设计 (10)4.1 keil软件介绍 (10)4.2程序流程图 (10)五、仿真与实现 (12)5.1 proteus软件介绍 (12)5.2 仿真过程 (12)5.3 实物制作与调试 (14)5.4 使用说明 (16)六、总结 (17)6.1设计总结： (17)6.2经验总结： (18)七、参考文献 (19)一、设计任务、要求1.1 设计任务：1).对更多小器件的了解2).巩固51单片机和C语言的知识，熟悉单片机和C语言的实际操作运用3).掌握仿真软件的运用和原理图的绘制4).掌握小信号的放大，滤波与采集5).熟悉调试方法和技巧，提高解决实际问题的能力6).熟悉设计报告的编写过程1.2 设计要求：1).三个按键控制照明灯的控制2).对小信号进行放大，滤波和采集3).1602液晶显示所测光照强度二、方案总体设计设计一个基于51单片机的光照强度检测系统。
基于单片机光敏传感器论文设计
新型传感器课程设计论文研究课题传感器原理及应用论文题目光敏传感器测量光强度学部机电与信息工程学部专业电气工程及其自动化班级学号学生姓名指导教师2015年 5 月20 日光敏传感器测量光照强度设计摘要；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。
本设计有光照强度报警控制系统和光照强度等级显示电路以及光照亮度的显示。
本设计采用了STC单片机为主控制电路，用数码管显示光照强度值，用绿、黄、红LED来显示光照亮度等级，用蜂鸣器来做报警电路。
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，电阻、电容、二极管、三极管等熟悉，掌握Proteus 仿真软件的运用、Protel 99 SE工具软件等绘图软件，并加以运用。
用单片机内部的AD转换实现模拟转化为数字量，通过编程控制各个外围电路并实现其功能。
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：光照强度；光敏电阻；单片机Design of illumination intensity forphotosensitive sensorAbstracts：This design is entitled to the photoresistor to measure light intensity, the strength of the light to change the photosensitive resistor size, so that the output voltage changes, by measuring the size of the output voltage value can be indirectly measuring the light intensity. The design of the light intensity alarm control system and the light intensity level display circuit and illumination brightness of the display. This design uses the STC microcontroller-based control circuit, digital display light intensity, light green, yellow, red LED display brightness levels, to do with buzzer alarm circuit. The design of the circuit design principles and functions of various parts of the circuit can achieve, requiring a variety of basic electronic components, resistors, capacitors, diodes, transistors and other familiar and master the use of Proteus simulation software Protel 99 SE software tools such as mapping software and use of them. AD of the internal microcontroller to convert analog into digital, programmed to control the various peripheral circuits and to achieve its function. The design of the circuit is simple, compact, low cost, superior performance characteristics.Key words：Light intensity; photosensitive resistance; MCU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。
基于单片机的光照强度测量系统设计与研发
基于单片机的光照强度测量系统设计与研发作者：肖朋刘旭东赵俊杰来源：《机电信息》2021年第22期摘要：为了更加科学地保护青少年学生的视力健康，实现灯光明暗程度的科学测量，避免靠肉眼来粗略估量，光照强度测量系统应运而生。
基于单片机的光照强度测量系统由STC89C52单片机、光强度传感器BH1750FVI、液晶显示器LCD1602等器件组成。
首先光强度传感器采集光照信息，进而将光照信息传输给STC89C52单片机，经过处理后，液晶显示器显示出当前光照强度值，与设定好的光照强度范围比较，进而实现声光报警，便于使用人员进行灯光调节。
该系统电路采用Altium Designer软件设计，程序设计采用KEIL软件完成，系统完全可以满足家居与办公场所灯光照度测量的需求。
关键词：单片机;光照强度;测量;电路0 引言当前教育越来越受到人们的重视，青少年学生大多在晚间仍需要进行学习和完成课后作业，因此晚间灯光的明暗程度对青少年学生的视力健康至关重要，也影响着青少年学生的身心健康发展。
以往对于灯光强弱的衡量只是靠肉眼来感觉，缺少科学的依据或者精确的测量，有时会出现光照较强或者光照较弱的情况，而光照强度测量系统可以帮助人们解决这个棘手的问题。
利用数字光强度传感器实时进行光照强度测量与显示，可以及时地掌控灯光的照度情况并且科学地对灯光明暗程度进行调节，以便更好地保护青少年学生的视力健康，提高学习效率。
1 光照强度测量系统组成本系统包括单片机主控电路、LCD液晶电路、光照检测电路、声音报警电路、灯光报警电路、按键电路、电源电路和程序接口电路。
其工作过程首先是将光照强度测量系统放置到书本位置，开启电源，使灯光直接照射到数字光强度传感器，光照信息被传感器采集到，传感器将信号传输给单片机，经过单片机处理后将信息送到LCD液晶电路，LCD液晶电路可显示出当前光照强度，先前已设定好光照范围，此时的光照强度与设定值比较，如果光强值大于范围的上限值或者小于范围的下限值，那么单片机将同时启动灯光报警电路和声音报警电路实现报警，发出提示音和灯光提醒使用人员此时光照不符合要求，使用人员可调节灯光的明暗程度使其达到正常照度。
基于单片机控制的红外感应照明系统的设计
分类号:单位代码:10452临沂大学理学院毕业论文设计基于单片机控制的红外感应照明系统的设计姓名石少帅学号************年级2008专业电子信息科学与技术系(院) 理学院指导教师卢伟涛2012年3月15日摘要节约用电是生产生活中的重要部分,针对传统的照明调控技术的缺陷以及公共场所用电浪费现象,提出一种用热释电红外传感器和光照检测相结合的智能照明控制系统,通过对光线的强弱和室内是否有人的判断自动实现开关灯,达到智能控制和节能的目的.本设计主要包括硬件和软件设计两个部分硬件部分包括单片机控制电路、光照检测电路、红外探头电路、继电器等部分组成.整个系统是在系统软件控制下工作的,软件部分可以划分为以下几个模块:数据采集、数据分析、控制开关等.关键词:单片机;红外传感器;数据采集;继电器;控制开关ABSTRACTConservation of electricity is an important part in the production and daily life. For the defects of the traditional lighting control technology and the phenomenon of the electricity wasting, a project of intelligent-illuminating control,which combined pyroelectric infrared transducer with illumination detection, is provided. In this project, an auto-switch light is realized by judging the power of optical line and the existence of human body indoor.It achieves the purpose of intelligent control and energy saving.This system includes two parts, the hardware design and the software design. The hardware party includes MCU control circuit、light detection circuit、infrared sensor circuit、relay and some partial compositions. The overall system works under the system-software control. This system program divides into following several modules: the data acquisition、data analysis、control-switch and so on.Key words: MCU; infrared sensor; data acquisition; relay; control-switch目录1 引言 (1)2 AT89C52单片机概述 (1)2.1AT89C52单片机的结构 (1)2.2AT89C52主要引脚功能 (2)3 热释电红外传感器 (4)3.1热释电红外线传感器简介 (4)3.2热释电红外线传感器结构特性 (5)4 电磁继电器 (6)4.1电磁继电器介绍 (6)4.2继电器驱动原理 (6)5 方案设计 (6)5.1系统概述 (6)5.2系统硬件设计 (7)5.2.1 中心控制模块 (8)5.2.2 光照检测电路 (8)5.2.3 热释电传感器及处理电路 (8)5.2.4 信号处理电路 (9)5.2.5 控制电路 (10)5.3系统软件设计 (10)6 结论 (11)附录 (12)参考文献 (15)致谢 (1)1 引言近年来,智能控制系统迅速发展,各式各样的控制产品层出不穷.如一些公共场所的自动门等.本文设计的红外线人体感应单片机控制照明系统与之相似.单片机又称单片微控制器,通过单片机与其他外围模块的组合可以制作许多自动化或者智能的系统,给我们生活等方面带来诸多方便.单片机具有体积小、功能强、应用面广等优点,目前正以前所未见的速度取代着传统电子线路构成的经典系统,而且质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件.现在单片机的使用领域已十分广泛,彩电、冰箱、空调、录像机、遥控器、游戏机等无处不见单片机的影子.这能大大地提高这些产品的智能性,易用性及节能性等主要性能指标,给我们的生活带来舒适和方便.本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成.工作时,光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制,以达到节能的目.2 AT89C52单片机概述2.1 AT89C52单片机的结构图1 AT89C52单片机外部结构图AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8kb的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大的AT89C52单片机可提供许多较复杂系统控制应用场合[1].AT89C52有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口,同时内含2个外中断口,3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,2个读写口线,AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程[2].其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起,特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本.AT89C52采用工业标准的C51内核,在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52相同,其主要用于调整时的功能控制.功能包括对主IC内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化,调整控制,测试图控制,红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU 通信等[3].主要管脚有:XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）为振荡器输入输出端口,外接12MHz 晶振.RST/Vpd（9脚）为复位输入端口,外接电阻电容组成的复位电路.VCC（40脚）和VSS（20脚）为供电端口,分别接+5V电源的正负端.P0~P3 为可编程通用I/O 脚,其功能用途由软件定义,在本设计中,P0端口（32~39脚）被定义为N1 功能控制端口,分别与N1的相应功能管脚相连接,13 脚定义为IR输入端,10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口,分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口,12脚、27脚及28脚定义为握手信号功能端口,连接主板CPU的相应功能端,用于当前制式的检测.2.2 AT89C52主要引脚功能1、P0口P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口, 也即地址/数据总线复用口.作为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路,对端口P0写“1”时,可作为高阻抗输入端用.在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低8位)和数据总线复用,在访问期间激活内部上拉电阻.在Flash 编程时,P0口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,要求外接上拉电阻.2、P1口P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口,P1的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路.对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口.作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流.与AT89C51不同之处是,P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入(P1.0/T2)和输入(P1.1/T2EX),参见表1.Flash 编程和程序校验期间,P1 接收低8 位地址. P1.0的第二功能时钟输出,P1.1第二功能P1.1定时/计数器2.表1 P1.0和P1.1的第二功能3、P2口P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL 逻辑门电路.对端口P2写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口,作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流.在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器时,P2口送出高8位地址数据.在访问8位地址的外部数据存储器时,P2口输出P2锁存器的内容.Flash编程或校验时,P2亦接收高位地址和一些控制信号.4、P3口P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口.P3口输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4个TTL逻辑门电路.对P3口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口.此时,被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流.P3口除了作为一般的I/O口线外,更重要的用途是它的第二功能,参见表2.P3口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号.5、RST当振荡器工作时,RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位.6、ALE/PROG当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节.一般情况下,ALE仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的.要注意的是:每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲.对Flash存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉冲(PROG).如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的8EH 单元的D0位置位,可禁止ALE 操作.该位置位后,只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE激活.此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置ALE 禁止位无效.7、PSEN程序储存允许(PSEN)输出是外部程序存储器的读选通信号,当AT89C52由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次PSEN 有效,即输出两个脉冲.在此期间,当访问外部数据存储器,将跳过两次PSEN信号.8、EA/VPP外部访问允许.欲使CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H—FFFFH),EA 端必须保持低电平(接地).需注意的是:如果加密位LB1被编程,复位时内部会锁存EA端状态.如EA端为高电平(接Vcc端),CPU则执行内部程序存储器中的指令.Flash存储器编程时,该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp.9、XTAL1振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端.10、XTAL2振荡器反相放大器的输出端.3 热释电红外传感器3.1 热释电红外线传感器简介热释电红外线传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线能量的变化,并将其转化成电压信号输出[4].将这个电压信号加以放大,便可驱动各种控制电路,如作电源开关控制、防盗防火报警、自动检测等.热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点.为了探测移动人体,通常使用双元件型热释电红外传感器,在这种传感器内部,两个敏感元件反相连接,当人体静止时两元件极化程度相同,互相抵消.但人体移动时,两元件极化程度不同,净输出电压不为0,从而达到了探测移动人体的目的[5].热释电红外线传感器在每个探测器内装入一个或两个探测元件,并将两个探测元件以反极性串联,以抑制由于自身温度升高而产生的干扰.由探测元件将探测并接收到的红外辐射转变成微弱的电压信号,经装在探头内的场效应管放大后向外输出[6].图2双元红外传感器示意图,为了提高探测器的探测灵敏度以增大探测距离,一般在探测器的前方装设一个菲涅尔透镜,该透镜用透明塑料制成,将透镜的上、下两部分各分成若干等份,制成一种具有特殊光学系统的透镜,它和放大电路相配合,可将信号放大70分贝以上,这样就可以测出10-20米范围内人的行动[7].一旦人进入探测区域内,人体红外辐射通过部分镜面聚焦,并被热释电元接收,但是两片热释电元接收到的热量不同,热释电也不同不能抵消,经信号处理而输出电压信号.图2 双元红外传感器示意图3.2 热释电红外线传感器结构特性图3 双探测元热释电红外传感器图3是一个双探测元热释电红外传感器的结构示意图.使用时D端接电源正极,G 端接电源负极,S端为信号输出.该传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起,目的是消除因环境和自身变化引起的干扰.它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿.对于辐射至传感器的红外辐射,热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上,从而使传感器输出电压信号.制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料,它的探测波长范围为0.2-20μm.为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏感度,该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片[8].这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外,还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外.产品在安装过程中还需要注意安装方向,由于透镜的光学特性决定横切探测区域比较敏感,所以产品安装时要注意入侵方向与探测器视场的夹角,最好成90°垂直,这样就可以保证有人出现时能最大程度横切探测区域.4 电磁继电器4.1 电磁继电器介绍电磁继电器是在在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器.它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器[9].电磁式继电器一般由控制线圈、铁芯、衔铁、触点簧片等组成,控制线圈和接点组之间是相互绝缘的,因此,能够为控制电路起到良好的电气隔离作用.当我们在继电器的线圈两头加上其线圈的额定的电压时,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合.当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合.这样吸合、释放,从而达到了在电路中的接通、切断的开关目的.4.2 继电器驱动原理当AT89C52单片机的P2.0引脚输出低电平时,三极管饱和导通,＋12V电源加到继电器线圈两端,继电器吸合,继电器的常开触点闭合,相当于开关闭合.当AT89C52单片机的P2.0引脚输出高电平时,三极管截止,继电器线圈两端没有电位差,继电器衔铁释放,继电器的常开触点释放,相当于开关断开.在三极管截止的瞬间,由于线圈中的电流不能突变为零,继电器线圈两端会产生一个较高电压的感应电动势,线圈产生的感应电动势则可以通过二极管释放,从而保护了三极管免被击穿,也消除了感应电动势对其他电路的干扰,这就是二极管的保护作用.5 方案设计5.1 系统概述该设计包括硬件和软件设计两个部分.本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成.工作时,光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现照明控制.单片机应用系统的研制过程包括总体设计、硬件设计、软件设计等几个阶段,就本设计来说也包括这些过程[10].它们的进程框图如图4所示:图 4 单片机应用系统研制过程框图5.2 系统硬件设计本系统主要由光照检测电路、热释电红外线传感器及处理电路、单片机系统及控制电路组成电路组成.它们之间的构成框图如图5总体设计框图所示,图6为相应系统硬件电路图.图5 总体设计框图图6 系统硬件电路图5.2.1 中心控制模块目前较为流行的单片机有AVR 和51单片机,从系统设计的功能需求及成本考虑,51单片机性价比更高.AT89C52是拥有2个外部中断、2个16位定时器、2个可编程串行UART的单片机[11].中心控制模块采用AT89C52单片机已完全满足设计需要,实现整个系统控制.5.2.2 光照检测电路阻值较小,则A点电平较低;当外如图6所示,当外界环境光照强时,光敏电阻R13阻值较大,则A点电平较高,将此电平送到单片机,由程界环境光照弱时,光敏电阻R13序控制是否实现照明.5.2.3 热释电传感器及处理电路热释电红外传感器能以非接触形式检测出人体辐射的红外线,并将其转变为电压信号[12].热释电传感器具有成本低、不需要用红外线或电磁波等发射源、灵敏度高、可流动安装等特点.实际使用时,在热释电传感器前需安装菲涅尔透镜,这样可大大提高接收灵敏度,增加检测距离及范围.实验证明,热释电红外传感器若不加菲涅尔透镜,则其检测距离仅为2 m左右;而配上菲涅尔透镜后,其检测距离可增加到10 m以上.由于热释电传感器输出的信号变化缓慢、幅值小,不能直接作为照明系统的控制信号,因此传感器的输出信号必须经过一个专门的信号处理电路,使得传感器输出信号的不规则波形转变成适合于单片机处理的数字信号[13].根据以上要求,人体热释电检测电路组成框图如图7所示.图7 热释电检测电路组成框图5.2.4 信号处理电路本设计采用BIS0001来完成对热释电传感器输出信号的处理.BIS0001是一款具有较高性能的热释电传感器信号处理集成电路,它主要由运算放大器、电压比较器、状态控制器、延迟时间定时器以及封锁时间定时器等构成[14].由BIS0001构成的信号处理电路如图8所示:图8 热释电传感器信号处理电路图图8中,热释电传感器S 极输出信号送入BIS0001的14脚,经内部第一级运算放大器放大后,由C 3耦合从12脚输入至内部第二级运算放大器放大,再经电压比较器构成的鉴幅器处理后,检出有效触发信号去启动延迟时间定时器,最后从12脚输出信号(Vo)送人单片机进行照明控制.BIS0001的1脚接高电平,使芯片处于可重复触发工作方式.输出Vo(高电平)的延迟时间T 由外部R 8和C 7的大小调整;触发封锁时间T i 由外部R 9和C 6的大小调整[15].5.2.5 控制电路系统在AT89C52的P1中设置了延时时间选择电路,其目的是在环境光照较弱时,照明设备延时一段时间后自动熄灭.电路通过P1.0～P1.3设置4个延时时间,当P1.0～P3.0无开关闭合时,系统按初始值进行延时;当P1.0～P1.3有开关闭合时,程序从P1.3～P1.0进行检测,若检测到某一端口为低电平时,则系统按当前端口设置的值进行延时.设置时间关系值如表3所示:表3 端口时间设置表单片机对光照检测电路和传感器处理电路输出的信号进行检测,输出控制信号由单片机的P2.0输出.在室内环境光照较强或光较弱但室内又无人时,P2.0输出高电平,此时三极管V1截止,继电器J1不工作,则接在220 V上的照明设备不亮.在室内光照较弱且传感器检测室内有人时,则P2.0输出低电平,此时三极管V1导通,继电器J1工作,则220 V 交流电通过继电器加到照明设备上,照明设备正常点亮.5.3 系统软件设计系统软件流程如图9所示：图9 系统软件流程图软件部分的主要任务是完成对光照检测电路和对热释电传感器信号处理电路的输出信号进行处理.在光照较强时,系统继续对光照检测电路的输出状态进行检测;光照较弱时,系统对信号处理电路的输出状态进行检测.若室内有人时为高电平,系统控制照明设备点亮并按设定的时间进行延时.在延时时间内再一次检测到有人时,则系统又按设定的时间进行延时;若在延时时间内检测到室内无人时,则系统控制照明设备熄灭并重新对信号处理电路的输出状态进行检测.6 结论本课题研究设计了一种基于单片机技术的红外感应控制照明系统.该设计以AT89C52单片机为工作处理器核心,外接热释电红外传感器,以非接触方式探测出人体发出的红外辐射,并将其转化为相应的电信号输出,同时能有效的抑制人体辐射波长以外的红外光线与可见光的干扰.工作时,光照检测电路和热释电红外线传感器采集光照强弱、是否有人等信息送到单片机,单片机根据这些信息通过控制电路对照明设备进行开关操作,从而实现自动照明控制.本次设计的智能照明控制系统,可以有效地对照明设备进行自动控制,为我们的生活带来方便,能够达到智能控制和节能的目的,尤其适用于学校教室,小区,楼道照明等场所.由于该系统采用了单片机控制,所以具有较高的性能价格比和柔性,即可以根据实际情况进行变更和扩展,提高了系统灵活性和适应性,有利于应用和推广.智能照明系统的广泛应用已经成为了照明系统的发展趋势,这种技术不仅可以实现灯自动照明,而且还可以根据不同的场合进行相应的设计等优势,是一种值得推广的新技术.附录程序1:#include<reg52.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned ucharsbit wu=P1^0;sbit shi=P1^1;sbit shiw=P1^2;sbit ersh=P1^3;sbit guang=P3^2;sbit ren=P3^3;sbit flag=P2^0;void delay(uint z);void init();void main(){ uchar num;init();//初始化子程序flag=0;while(1){if(guang=1)//光照弱{if(ren=1)//有人{flag=1；//灯亮if(wu==0){ delay（20）；if(wu==0){ num++;if(num==3000)//延时五分 num=0;}}if(shi==0){ delay（20）；if(shi==0){num++;if(num==6000)//延时十分num=0;}}if(shiw==0){ delay（20）；if(shiw==0){num++;if(num==15000)//延时十五分 num=0;}}if(ersh==0){ delay（20）；if(ersh==0){num++;if(num==20000)//延时二十分 num=0;}}}flag=0;}flag=0;}}void delay(uint z){uint x,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void init(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;EA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器0中断TR0=1;//启动定时器0 }void timer0() interrupt 1 {TH0=(65536-50000)/256;TL0=(65536-50000)%256;num++;}参考文献[1]薛均义.单片微型计算机及其应用[M].西安:西安交通大学出版社,2005.[2]元增民.单片机原理与应用[M].长沙:国防科学大学出版社,2006.[3]刘仁宇.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003.[4]李建.热释电传感器原理与应用[J].传感器世界,2005.[5]赵玉安.人体热释电红外传感器介绍[J].中国电子制作,2OO6.[6]李光飞.传感器技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.[7]王海伦,叶冬芬.单片机控制照明智能控制系统[J].电气时代,2005.[8]Danny 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1_5011722_毕业设计(论文)-基于51单片机的智能LED照明控制系统设计1
基于51单片机的智能LED照明控制系统设计摘要随着社会的发展人们对生活质量的要求越来越高，照明在能耗中所占的比例日益增加,因而照明节能也日显重要。
现在国内外普及使用的节能开关基本有声控型、触摸型、感光型等。
这几种开关各有自己的弊端，如声控型不适合环境嘈杂场所、感光型开关在无人期间不能自动关闭。
本设计通过AT89C51单片机结合LED照明技术、红外传感技术、光感技术、延时技术、处理等技术来实现对照明设备的智能控制。
单片机通过继电器控制照明设备的打开或者关闭、通过光照检测电路对照明设备周边亮度进行检测，如果亮度不够则单片机同时检测BIS0001芯片是否采集到了人体热释电传感信号，根据有无人体热释电传感信号单片机立刻控制照明设备打开或关闭。
关键词：单片机；传感器；BIS0001；照明控制；节能AbstractWith the development of society people of the quality of life in demand is higher and higher, lighting in the proportion of energy consumption, thus increasing illumination energy conservation also more and more importantly. Now universal use energy-saving switch at home and abroad have sonic basic type, touch type, photographic type and so on. This several switch have their own disadvantages, such as sonic type is not suitable for environmental noisy places, photographic switch in one period can't shut automatically. This design combined by A T89C51 LED lighting technology, infrared sensing technology, light sensor technology, the delay technique and processing technology to realize the intelligent control of lighting equipment. Microcomputer controls lighting equipment open or closed, by the relay ,through the light detection circuit for lighting equipment testing, if surrounding brightness is not enough then microcomputer detect the BIS0001 chip whether collected to human pyroelectric sensing signals, according to whether have pyroelectric sensing signals microcontroller redirected immediately control lighting equipment open or closed.Keywords: microcontroller;sensor;BIS0001;lighting control;energy-saving目录摘要 (I)ABSTRACT (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1 课题研究背景 (2)1.2 课题研究的目的与意义 (2)1.2.1 良好的节能效果和延长灯具寿命 (2)1.2.2 改善工作环境，提高工作效率 (2)1.2.3 提高管理水平 (3)1.2.4 较好的投资收益效果 (3)2 系统设计方案 (4)2.1 单片机的选择 (4)2.2光照检测方式 (5)2.3 人体感应方式 (5)2.4 延时参数设置电路 (6)2.5 照明设备驱动电路 (6)3 硬件电路设计与实现 (7)3.1 系统硬件总述 (7)3.2 CPU性能介绍 (7)3.3 主控制机电路设计 (7)3.4 菲涅尔透镜 (8)3.5 热释电传感器及处理电路 (9)3.5.1 热释电红外线传感器 (9)3.5.2 信号处理电路 (10)3.6 光照检测电路 (11)3.7 控制电路 (11)3.7.1 延时时间选择电路 (11)3.7.2 输出控制电路 (12)3.8 时钟电路 (12)4 系统软件设计及实现 (13)4.1 系统软件流程图 (13)4.2 仿真环境介绍 (14)4.2.1 Keil介绍 (14)4.2.2 Proteus介绍 (14)5 系统可靠性技术 (15)5.1干扰产生的后果 (15)5.2 单片机应用系统的硬件抗干扰设计 (16)5.3 软件抗干扰技术 (17)毕业设计总结......................................... 错误！未定义书签。
基于单片机的环境温湿度光照度检测装置设计毕业设计
摘要本课题的研究目的是为人们提供一种能够实时了解所处环境质量信息的仪器，包括温度、湿度、光照度，使人们能够及时获知信息并做出相应的调整。
本文采用STC89C52单片机来作为控制核心，实现了对温、湿度的检测、光照度检测和LCD实时显示电路等硬件电路的设计，由于其功能的实现主要通过软件编程来完成，这就降低了硬件电路的复杂性，其成本也有所降低，而且还能够完成复杂硬件电路难以实现的任务。
配置新式的微型低功耗传感器，温度传感器为18B20，湿度传感器为DHT11，光照度传感器为TSL2561，实现了环境温度，湿度，光照强度三个参数的采集，存储，显示等功能，另外，本系统还具有报警功能，当传感器所采集的数据不在使用者所设定的范围内，蜂鸣器就会报警以提醒使用者，系统运行可靠，结构简单，性价比高。
关键字：STC89C52单片机、温湿度、光照度、液晶显示、报警AbstractThe research projects is to provide people an instruments with a real-time information about the quality of the environment , including temperature, humidity, light intensity, so that people can be informed in a timely manner and make appropriate adjustments.In this paper, as a control STC89C52 microcontroller core to achieve the design of the right temperature and humidity testing, light intensity detection circuit and LCD display real-time hardware and so on. The realization of its functions mainly through software programming to complete, which not only reduces the hardware circuit complexity and its cost, but also to complex hardware circuits difficult to achieve the ing of new low-power micro-sensors, temperature sensors 18B20, humidity sensors DHT11, illumination sensor TSL2561, to achieve the environmental temperature, humidity and light intensity three parameters of the acquisition, storage, display and other functions. in addition, the system also has alarm functions, when data collected of the sensor is not within the scope setted by the user, the buzzer will alarm to alert the user.The system is reliable, simple and cost-effective.Keywords: STC89C52 microcontroller, temperature, humidity, light, the liquid crystal display, alarm function目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 传感器介绍 (2)1.2.1 温度传感器 (2)1.2.2 湿度传感器 (4)1.2.3 光照度传感器 (7)1.3 课题主要内容及结构安排 (10)第二章方案比较和选择 (11)2.1 温度传感器的选择 (11)2.2 湿度传感器的选择 (12)2.3光照度传感器的选择 (14)2.4 单片机的选择 (15)2.5 本章小结 (16)第三章系统整体设计 (16)3.1 信号采集 (17)3.1.1 光照度传感器 (17)3.1.2 温度传感器 (22)3.1.3 湿度传感器 (27)3.2 信号分析与处理 (30)3.2.1 单片机最小系统 (31)3.2.2 STC89C52引脚介绍及管脚说明 (34)3.3 人机交互 (36)3.3.1 显示模块 (36)3.3.2 报警电路 (37)3.4 本章小结 (38)第四章软件设计 (39)4.1 主程序流程图 (39)4.2 DS18B20测温流程图 (40)4.3 DHT11流程图 (41)4.4 键盘扫描程序流程图 (42)4.5 TSL2561流程图 (42)4.6 本章小结 (42)总结 (44)致谢 (45)参考文献 (47)附录一 (49)附录二 (50)第一章绪论1.1 选题背景及意义温度、湿度、光照度和人类的生产、生活有着密切的关系，同时也是工农业生产中最常见最基本的工艺参数，例如农业上农作物的生长离不开对温度、湿度，特别是光照度的检测与控制，机械、电子、石油、化工等各类工业中广泛需要对温度、湿度的检测与控制，并且随着人们生活水平的提高，人们对自己的生存环境越来越关注，而空气中温湿度、光照强度的变化与人体的舒适度和情绪都有直接的影响，所以对温度、湿度及光照度的检测及控制就非常有必要了。
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+程序资料
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CAD图纸+单片机实验程序，联系153893706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 The Digital Light Intensity DetectorSystem Base on MCUCandidate：Specialty：Machinery Design and Manufacturingand Its AutomationClass：08-3Supervisor：Heilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin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。
基于单片机的鸡舍光照和温度检测系统设计
结合以上对传感器的选择，本系统主要分为四个部分，分别为温度采集和检测电路，光照采集和检测电路，按键和显示电路以及报警系统电路。第一部分温度采集和检测部分，该主要完成温度数据的传输以及处理，包括底层总线驱动。第二部分为光照检测部分，光照检测是根据光敏电阻在不同光照强度下的阻值的变化，利用光敏电阻将光信号转为的电信号，再将光敏电阻转换后的电信号经A/D转化为数字信号，最后经单片机处理后输出显示对应的电压值。第三部分为按键和显示电路，该部分主要通过按键设定报警温度的上限和下限以及设计光照时间的长度，显示部分主要负责显示当前的温度值以及设定的限定值，可通过按键切换显示当前值和设定值。第四部分为报警系统，该部分主要通过LED灯和蜂鸣器完成当温度超过设定的限制时的报警。通过以上部分的协调组合，完成整个系统的设计，图2-1为系统整体设计框图。
在国内，家禽养殖业是农民的支柱产业，同时在是国民生产总值中占有很大的份量，但在鸡舍环境监测方面的技术相当落后，大部分都表现为生产装备落后、基础设施建设不合理、管理自动化程度低、能源消耗高，鸡舍环境监测大部分都是通过饲养管理人员的经验手动操作和机电操作的，自动化发展在我国相对比较迟，而西方发达国家的自动化设备价格昂贵，这也是造成我国养殖业自动化程度低的重要原因。
由以上两种方案的分析对比可知方案二电路简单，成本低，单片机端口占用少、可靠性高，软件实现相对简单。因此本系统选择方案二。
测量光照强度方案比较
方案一：照度传感器
光照强度简称照度，定义为照射在单位面积上的光通量即E=dΦ/dS。照度的单位勒克斯（Lux或Lx）。照度传感器主要用来测量光照强度，具有测量范围宽、线形度好、使用方便、防水性能好、便于安装等特点，广泛应用于农林业、养殖、温室大棚培育和建筑建设等的光照测量及研究。虽然照度传感器具有以上优点，但是其成本很高，使用难度很大，不适合用在对测量精度不高的场合。
基于单片机的温室大棚光照监控系统的设计
摘要随着农业应用技术的发展，温室大棚已成为高效农业的一个重要组成部分。
因此对农业生产环境的一些重要参数进行检测与控制就显得十分必要，而这些重要参数包括光照强度、温度、湿度、二氧化碳浓度等。
这些参数是改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对植物生长的影响。
本次毕业设计内容是基于单片机的温室大棚光照强度监控系统的设计，主要从硬件设计和软件设计两个方面着手。
硬件方面以单片机为主处理器，由光敏二极管采集光照强度送给A/D转换单元ADC0809，经过A/D转换后将信号传递给单片机进行处理，单片机会根据处理结果发出执行显示和是否启动控制电路的指令。
另外还有单片机的复位电路、X5045存储电路、为ADC0809提供时钟信号的分频电路以及由三极管和继电器组成的控制电路。
硬件电路的绘制采用计算机辅助设计来实现。
硬件电路的调试采用静态调试与动态调试相结合的方法实现。
软件方面主要包括主程序、中断采集程序、显示程序，按键处理程序、调节程序以及存储程序等。
通过主程序对各子程序进行调用来完成整体的功能,实现对温室大棚光照强度的监测和控制。
通过对温室大棚光照强度的实时监控，既避免了传统方法的弊端又能提高农作物的产量，从而带来更多的经济效益。
关键词：监控系统；单片机； A/D转换器；显示器；光照传感器AbstractWith the development of application technology of agriculture, greenhouse efficient agriculture has become an important part. Therefore, the agricultural production environment some important parameters to detect and control it is very necessary, and these important parameters, including light, light intensity, humidity, carbon dioxide concentration. These parameters are changing the plant growth environment, to create the best conditions for plant growth, avoiding the outside world changing seasons and harsh climate on plant growth.The graduation design is a microcontroller-based greenhouse light intensity monitoring system design, mainly from the hardware design and software design two aspects. Hardware-based single-chip processor, the light intensity collected by the photodiode give A / D conversion unit ADC0809, after A / D conversion will be processed signal to the microcontroller, the microcontroller will be performed according to the results issued by the control display and whether to start circuit instruction. Another microcontroller reset circuit, X5045 memory circuit for providing a clock signal ADC0809 divider circuit and composedby the transistor and relay control circuit. Hardware circuit drawn using computer-aided design to achieve. Debug hardware circuit debugging using static and dynamic debugging of combining methods. Software includes the main program, interrupt collection procedures, display program, key processes, regulate procedures and storage procedures. Through the main program for each subroutine call to complete the overall function of light intensity to achieve the greenhouse monitoring and control.Greenhouse light intensity through real-time monitoring, both to avoid the drawbacks of traditional methods can increase crop yield and thus bring more economic benefits. [1]Key words:Monitoring System; AT89S52；ADC0809；Monitor; Light sensor目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 本次设计的目的与意义 (1)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究内容 (3)第二章系统方案设计 (4)2.1 设计要求 (4)2.2 传感器方案的选定 (4)2.2.1 光电式传感器简介 (4)2.2.2 传感器的性能比较 (4)2.2.3 传感器的选定 (5)2.3 总体设计方案 (5)2.4 方案执行注意事项 (6)第三章系统硬件电路的设计 (7)3.1 硬件设计过程 (7)3.2 总体设计构成 (8)3.3 基本电路设计 (9)3.3.1 单片机简介 (9)3.3.2 基本电路 (9)3.4 储存单元 (11)3.4.1 X5045功能应用 (11)3.4.2 储存单元电路 (11)3.5 键盘电路和显示电路部分 (12)3.6 检测电路部分 (12)3.7 A/D电路部分 (14)3.8 调节电路部分 (15)第四章软件设计 (17)4.1 主程序设计 (17)4.2 按键处理程序 (17)4.3 光照强度中断采集程序 (18)4.4 光照强度显示程序 (19)4.5 光照强度调节程序 (20)第五章整机调试 (21)5.1 硬件调试 (21)5.1.1 静态调试 (22)5.1.2 动态调试 (22)5.1.3 使用光敏二极管的注意事项 (22)5.1.4 硬件调试出现的问题 (23)5.2 软件调试 (23)第六章计算机辅助设计 (25)6.1 原理图设计 (25)6.2 PCB图设计 (26)6.3 keil软件简介 (26)致谢 (29)附件一元件列表 (30)附件二原理图 (31)第一章绪论1.1 研究背景信息技术已成为当今全球性的战略技术，作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件——传感器，已经成为各个应用领域，特别是自动检测，自动控制系统中不可缺少的核心部件。
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。
基于单片机的温湿度及光照度采集系统的设计_毕业论文设计
基于单片机的温湿度及光照度采集系统的设计_毕业论文设计毕业论文蔬菜大棚智能数据采集系统的设计学生姓名：学号：系部：专业：指导教师：二〇一三年六月毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：蔬菜大棚智能数据采集系统的设计学生：张经飞指导教师：郭晋秦副教授专业负责人：郭晋秦1．设计（论文）的主要任务及目标随着科技的进步和现代生活的快速发展，在工农业生产、气象、环保、国防、科研等部门及日常生活中，经常需要对环境温湿度与光照度进行检测及控制。
准确测量温湿度以及光照度对于生物制药、食品加工、等行业更是至关重要。
在检测技术不断发展完善的今天，检测装置也正在朝着集成化、智能化的方向发展。
主要表现在以下两个方面：（1）传感器正从分立元件向集成化、智能化、系统化的方向迅速发展，为开发新一代温湿度测控系统创造了有利条件，（2）在检测系统中普遍采用线性化处理、自动温度补偿和自动校准湿度等几项新技术。
本论文是以蔬菜大棚为研究对象来设计一款基于单片机的温湿度、光照度检测装置。
温度、湿度、光照度是衡量蔬菜大棚的三项重要指标，它直接影响到栽培作物的生长和产量，蔬菜的生长都是在一定的环境中进行的，其在生长过程中受到环境中各种因素的影响，其中对蔬菜生长影响最大的是环境中的温湿度及光照度。
环境中昼夜的温湿度、光照度变化大，其对蔬菜生长极为不利。
因此必须对环境的温度和湿度进行监测和控制，使其适合蔬菜的生长，来提高其产量和质量。
但传统的人工的测试方法费时费力、效率低，且测试的误差大，随机性大。
因此我们需要一种造价低廉、使用方便且测量准确的检测装置。
该论文即是针对这一问题，设计出了能够实现温湿度自动检测，LCD 数字实时显示，按键调整上下限设置，超限报警等多功能的温湿度和光照度检测装置。
2．主要参考文献[1] 郑争兵，基于单片机与AD509的温度测量报警系统[J]，国外电子测量技术，2009，27(1)。
[2] 汪英.基于微机测控网络的温湿度及报警[D]，长沙，湖南大学，2007。
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编号：审定成绩：重庆邮电大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：基于单片机的光照度传感器设计学院名称：通信与信息工程学院学生姓名：***专业：通信工程班级：学号：指导教师：***答辩组负责人：填表时间：年月重庆邮电大学教务处制摘要在科学技术迅猛发展的现代，作为信息获得的一种重要途径——传感器技术得到广泛的应用，其在各个行业中发挥着不可替代的作用，同时对传感器的要求与要求显著提高。
传感器技术对于一个国家的科学发展水平有着重大的决定性作用。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
传感器可以方便的将检测到的模拟信号转化为便于运算处理的数字信号，在现在社会中得到了广泛的运用。
本设计采用光敏电阻为光传感器，光敏电阻阻值随光照强度的变化而变化（入射光强，电阻减小；入射光弱，电阻增大），利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。
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。
具体方法是将光敏电阻与一定值电阻串联接入电路，光照强度的变化会引起光敏电阻阻值的变化，从而影响电路电流及电压值的分布，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AT89C51中进行处理，并将其通过液晶屏显示出来。
本设计电路结构简单，成本相对较低，通过对光敏电阻阻值的变化的运算处理，从而检测不同的光照强度，实用性较强。
【关键词】光照强度传感器A/D转换单片机ABSTRACTWith the science and technology developing rapidly today, as a means of obtaining information——the sensor technology got the remarkable progress, its field application is getting more and more wide. Also, its standard has being higher and higher and its demand has being more and more urgent. The sensor technology has become one of the important marks of the national science and technology development level. Therefore, it is very important to understand and grasp the basic structure of all kinds of sensors. Sensors can easily transform the analog signals to digital signals which is facilitate computing and its has a wide range of application in society.The project use photoconductive resistance as a sensor of light intensity, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes(the incident light strong, resistance decreased; the incident light weak, resistance increased). The project can be divided into three parts: testing part, processing part and displaying part. The concrete methods is taking a photoconductive resistance and a certain value resistor in a series access circuit, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes then the voltage changes. We use the ADC0832 to transform the analog signals to digital signals and using AT89C51 to processing the data through programming with Visual C, then display the result through LCD screen. The design has a simple circuit structure, relatively low cost and we can easily know the change of th light intensity through the change of the tolerance of the photoconductive resistance.【Key words】Light intensity Sensor A/D conversion Microcontroller目录前言 (1)第一章传感器相关知识介绍 (2)第一节传感器概述 (2)第二节光敏传感器 (3)第三节传感器的发展 (6)第二章整体框架设计 (7)第一节硬件框架设计 (7)第二节芯片型号选择 (8)第三章A/D转换原理与实现 (11)第一节A/D转换工作原理 (14)第二节ADC0832芯片简介 (17)第四章硬件电路与程序设计 (21)第一节复位电路模块设计 (21)第二节时钟电路模块设计 (22)第三节A/D转换模块设计 (25)第四节LCD显示模块设计 (27)第五章硬件仿真实验 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)一、英文原文 (34)二、英文翻译 (39)三、硬件电路图 (43)四、源程序 (44)前言人们通过感觉器获官得各种信息，然而对于自然规律和各种学科产业的研究开发，人们自身的器就力不能及了，因此传感器应运而生，主要就是为了解决这些人们自身器官所解决不了的问题的。
首先要准确可靠的获取信息才能对其进行运算处理，传感器就可以方便的解决这一问题。
现代化生产在一定程度上来说是建立在传感器的基础上的，没有传感器便不能及时监控工作生产中的各项参数，于是便不能及时了解各个生产线的工作状态，更不能及时处理相关的应急情况，因此传感器在现在社会生活中扮演着不可或缺的重要角色。
传感器的重要作用不仅表现在生产生活方面，在各个基础学科的研究方面，也起着重要的作用。
对于许多新兴的领域的学科研究：比如在对上远距离宏观宇宙的观察，微观上对粒子世界的研究；对于千万年前天体运行演化的研究，以及对及时事件的瞬间反应。
除此之外，传感器技术对于物质认识的深化，能源开拓等新技术有着重要的引导作用，为这类产业的发展提供了技术上的可能性。
人类的直接感观是没有办法取得这类信息的，如果没有相应的传感器技术，那么对于此领域的研究将不再可能。
许多学科研究的困难之处就在于难于有效的获取相应的信息，传感器的出现便解决了这和问题，打开了许多基础学科研究的大门。
因此，传感器技术的不断创新会为一些其他领域的发展打开一记扇新的大门。
由此不难发现，传感器技术的发展对于经济社会，基础学科的发展有着很大的推动作用，是各行业不可缺少的最基本部分。
由此可见，传感器技术对于当今科技飞速发展而言，具有着不可替代的作用。
第一章传感器相关介绍第一节传感器概述一、传感器的定义传感器是现实生活中的力、光、电、声音、温度等模拟量转换为数字量的一种媒介；也可以理解为传感器是接收日常生活中的力、光、电、声音、温度等模拟量，经过相应的运算处理，按照一定的规律，将其转换为可参处理运算等要求数字信号的一种器件。
它是自动检测与控制中的核心部分，其功能不可替代。
二、传感器的特性传感器的输入与输出的关系，称为传感器的特性，一般情况下包括静态与动态两种。
顾名思义，静态特性是指传感器的输入与时间无关，即指传感器的输入输出量是在被测量量处于稳定状态下进行的。
与之相反，输入随着时间不断变化的特性称之为动态特性，它可以拟就传感器的输入与输出的实时变化关系。
一般来说，可以用微分方程式来描述这种关系，当微分方程中只有零阶方程不为零时，便可得到其静态特性，因此传感器的静特性是其动特性的一个特例。
除此之外，使用条件、使用环境、使用要求等也可作为传感器的特性描述。
三、传感器的组成一般来说，传感器主要由敏感元件，传感元件和其他辅助元件构成。
组成一个完整的传感器系统还包括信号调节与转换电路、辅助电源等部分，如图1.1所示图1.1 传感器的组成敏感元件：直接接触被测量量的器件，并可以将外界的模拟量按照一定规律进行转换。
转换元件：负责接收敏感元件的输出，并将其转换成相应的电路参数。
转换电路：将转换元件输出的电路参数进行运算处理，转换成数字量输出。
第二节光敏传感器一、光照强度相关知识光照强度:是指光照的强弱,它以单位面积上所能接受可见光的能量来量度。
简称为照度，单位为勒克斯（Lux或Lx）。
被光线均匀照射的物体，在1平方米上得到的光通量是1流明时，此时的照度是1勒克斯。
流明为光通量的单位。
二、光敏传感器的定义光敏传感器是指可将光信号转换为电信号的一类元件的总称，其第三波长在可见光波长区间内，包括红外线波长和紫外线波长，通过检测光照强度的不同从而输出不同的电信号，从而达到光信号与电信号之间的转化。
光敏传感器种类繁多，目前应该比较广泛的包括：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管等。
三、光敏电阻的结构与原理光敏电阻器的工作原理是内光电效应，它是利用光电效应制作而成的一类特殊电阻，其阻值随入射光的强度变化而变化：入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。
光敏电阻的符号如图1.2所示。
图1.2 光敏电阻符号在无光的情况下，光敏电阻的阻值很高一般在1 MΩ以上；有光线射入时，当光子能量大于其半导体材料的导通能量，则半导体材料中的电子吸收一个光子的能量便成为导体，光照强度越大，则进入的光子的数量越多，于是半导体中的电子变为可导体的数量就越多，导电能力就越好，即光敏电阻的阻值就越小。
光照消失后，由光子激发的空穴对逐渐复合，光敏电阻便恢复其不可导的状态，阻值急剧增大。