内容发布更新时间 : 2024/12/27 20:59:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

目录

1 引言 ................................................................. 1 2 系统总体设计方案 ..................................................... 2

2.1 设计思路 ........................................................ 2 2.2 设计方案 ....................................................... 2 3 系统硬件的设计 ....................................................... 3

3.1单片机原理及介绍 ................................................ 3

3.1.1单片机定义及特点 ........................................... 3 3.1.2 单片机发展历史及应用 ...................................... 5

3.2 光敏电阻的原理及介绍 ............................................... 6

3.2.1 光敏电阻的构造 ............................................ 6 3.2.2光敏电阻的主要参数 ......................................... 7 3.2.3 光敏电阻工作原理 .......................................... 7 3.3 A/D模数转换电路的设计 .......................................... 9 3.4 数码管显示电路的设计 .......................................... 10 4系统软件设计 ......................................................... 11

4.1 软件简介及程序调试 ............................................. 11 4.2 Keil工程的建立及编译 .......................................... 11 4.3 程序调试 ....................................................... 12 5元件清单 ............................................................. 13 6系统调试与测试结果 ................................................... 14

6.1系统调试 ....................................................... 14 6.2测试结果 ....................................................... 14 7测量结果分析 ......................................................... 14 8总结 ................................................................. 15 参考文献： ............................................................ 15

1 引言

本系统是一个基于单片机的数字式光照检测仪，通过数码管显示光度，并且具有判断光照方位能力。以89C51单片机为核心，控制A/D芯片采集数据，辅以数码管数实现功能。

本系统采用光敏电阻采集光照强度信息。光照强度直接反映在光敏电电阻阻值上，进而反映在光敏电阻两端的电压值上。然后通过单片机控制A/D模数转换对电压信号进行采集。本设计适当地利用了光敏电阻的特性以及单片机的强大的运算控制功能，实现了光照强度的检测，并在数码管上显示。本系统充分利用了现有资源，结构合理，性能稳定，成本低，满足题目要求。

加强对单片机的学习和认识，正确运用所学单片机的理论知识，将理论与实际相结合，单片机在我们的生活。中得到越来越广泛的应用，单片机注定影响一个时代，只要存在计算机的地方就会有他的存在，学好单片机对今后的学习与工作有很多益处。

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C语言编程，将其集于单片机中。

从ADC0804 的模拟量通道输入0－5V 之间的模拟量，通过ADC0804 转换成数字量送给单片机，经单片机处理后在数码管上以十进制形成显示出来，学习用单片机控制A/D模数转换。

光照强度检测仪的主体是光敏电阻，光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。

光敏电阻的特性是光照变化时其电阻值随着变化，所以可以通过光照强度的

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变化得出阻值的变化，而电阻值的变化可以反映在电阻两端的电压值的变化情况上，这样可以设计一个简单的电路，该电路由光敏电阻分压并可以将光敏电阻两端的电压信号作为输入信号输入单片机，然后进行数模转换，将输入单片机的电压模拟信号转换成数字信号，在led上显示。

2 系统总体设计方案

2.1 设计思路

通过LED灯距离光敏电阻的远近，反应出光敏电阻所受的光强，进而影响光敏电阻的阻值变化，通过AD0804转换成数字量，在四位数码管上显示出数值，从而出光敏电阻对光电信号的检测。

2.2 设计方案

采用光敏电阻支路串联检测光照强度，可以得到一个模拟采样电压，将这三如下图2.1所示：

光照 光敏电阻 输出选择 A/D模数转换 单片机 数码管显示模块

图2.1设计方案三原理图

本方案采用性能稳定且便宜的光敏电阻作为光照传感器，STC89C51单片机作为主控制器。性能稳定，抗干扰能力强，不易受外界环境温度等因素影响，灵敏度也较高，但是由于光照传感器采用光敏电阻且为三条支路并联采集模拟电压信号，会存在一定的误差。总体上来说，本方案电路结构简单、所用元器件供给充足、成本造价低、性能稳定且误差范围也在设计选题的要求之内，能在简单低成本的基础上很好的完成设计选题的任务，故实验中采用本方案。

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