光强检测系统设计报告

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1、电子设计自动化实训说明书题目：光强检测系统设计系部：信息与控制工程学院专业：电子信息工程班级：学生姓名：学号：指导教师：戴曰章2010年12月9日电子设计实训说明书电子设计实训说明书目录1引言12设计任务及要求12.1基本要求12.2主要器件及功能13总体框图及原理24电路原理34.1电源电路34.2最小系统电路34.3显示电路54.4检测电路64.5数据传输电路74.6A/D转换电路84.7继电器控制电路95PCB版图设计116实训总结12参考文献13电子设计实训说明书1引言工农业生产中对光照强度的要求越来越高，为了更好的利用光照来提高生产，应精确的检测并控制光照的强度。本设计

2、基于此目的，设计了简单的光强检测系统。2设计任务及要求2.1基本要求：设计制作一套单片机光照强度控制系统，包括：（1）硬件原理图（2）印制板PCB图2.2主要器件及功能器件功能STC89C52实现对系统的控制MAX232CPE实现串口通讯功能驱动与串口数据接收功能继电器实现对光强的控制数码管实现对光强的显示TLC1543实现A/D转换光敏电阻实现对光照的采集电源给系统提供稳定电压12电子设计实训说明书3总体框图及原理光照传感器STC89C52单片机基本控制系统LCD显示键盘继电器光照串行输入模数转换器图3.1总体框图设计原理：本设计采用了STC89C52单片机组成光照控制系统，可

3、以实现对光强的控制。光强传感器采用了光敏电阻,对光照强度进行实时采样。通过A/D转换模块将采集到的模拟信号转换成数字信号，再通过串行编程模块将其传入到单片机进行处理。然后通过数码管显示，用继电器控制光照，以此达到对光照强度的控制。12电子设计实训说明书4电路原理4.1电源电路图4.1电源模块电源模块原理：本电路将USB电流作输入，通过滤波、稳压等将电流转换成稳定的电压给系统供电。4.2最小系统电路12电子设计实训说明书图4.2MCU最小系统MCU最小系统工作原理：设计中选用STC89C52单片机，共有四个8位的I/O口,外加12MHz晶振提供时钟信号，采用上电复位模式，P2.2口

4、号和采样与处理器件MAX232CPE通讯，直接输入12位数字量到89C52内进行处理，P2.0口输出控制信号与外接电源构成回路来控制固态继电器的输入信号，P0口与LCD液晶显示模块连接，用于实时光照显示和控制。12电子设计实训说明书4.3显示电路图4.3数码管显示模块数码管显示原理：数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在

5、应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数字，因此根据数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。①静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的

6、I/O端口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进制译码器译码进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O端口多，如驱动5个数码管静态显示则需要5×8＝40根I/O端口来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O端口才32个），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。12电子设计实训说明书②动态显示驱动：数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位选通控制电路，位选通由各自独立的I/O线控制，当单片机

7、输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会