简易光照度计地设计

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1、简易照度计设计1实验任务1.1实验目的1，了解光敏二极管的基本特性。2，设计和制作简易照度计。1.2实验要求1，根据参考电路，分析照度计的基本工作原理。2，测量光敏二极管的基本资料。3，根据光敏二极管的基本特性,设计和制作1000LUX的简易照度计。1.3实验所需器材电阻，电位器，运算放大器，正负12V电源，负9V电源，51单片机，数码管，高压汞灯，连接线照度计设计模板（电路板），光敏二极管（日光型，响应波长在5000埃到6000埃），万用表。1.4设计内容1，根据电路图制作照度计实验模板。2，调节照度计旋钮使光敏二极管处的照度为100LUX，并保持该照度不变，然

2、后将光敏二极管接入IC1的输入端，并将K置于1的位置使光敏二极管处于0偏压的状态，测量该照度下光敏二极管的光电流。113，测量不同照度下（200,300，400,500,600700,800LUX）光敏二极管的光电流，并做出照度—电流曲线。4，将K置于2,3的位置给光敏二极管的正极加上一个负偏压并测量出该电压的大小，重复2,3步的内容，做出照度计—电流曲线，并比较。5，根据不同照度计下的输出电压设计制作简易照度计。2设计原理2.1基本理论硅光电池是一种能将光能直接转换成电能的半导体器件，它实质上是一个大面积的半导体PN结，其工作原理是光生伏特效应。当光照射在硅光电

3、池的PN结区时，会在半导体中激发出光生电子-空穴对。PN结两边的光生电子-空穴对在内电场作用下，多数载流子的不能穿越阻挡层，而少数载流子却能穿越阻挡层，结果，P区的光生电子进入N区，N区的光生空穴进入P区，使每个区中的光生电子-空穴对分割开来。光生电子在N区的集结使N区带负电，光生电子在P区的集结使P区带正电。P区和N区之间产生光生电动势。当硅光电池接入负载后，光电流从P区经负载流至NE，负载中就会有功率输出。利用AT89C51芯片实现控制电路，用ADC0809模数转换器实现模拟信号和数字信号的转换。当光电池接入负载，将输出的信号通过三极管放大，通过模数转换器AD

4、C0809转换为数字信号，通过单片机控制电路将信号输入LCD显示屏，在显示屏上显示当前的照度值。112.2系统框图系统框图如下：光电转换前置放大A/D模数转换图1照度计设计系统框图LCD显示单片机控制电路2.3程序设计流程图开始程序流程图如下：初始化信号输入A/D转换LCD显示图2程序设计流程图113实现方案3.1硬件电路图图3照度计硬件原理图3.2原理图说明3.2.1光电前置放大电路利用三级管的的放大作用，将带负载的光电池电路输出的电流放大，为了保证信号有更好的线性关系，所以将三极管接成电流转换为电压的形式。经过测量，电压放大的范围大概为0.2V到2.3V。3.

5、2.2AD转换电路采用ADC0809模数转换芯片和AT89C51单片机，将光电池接收的光信号转换后放大的电压模拟信号转换为数字信号，然后通过单片机的控制电路将数字信号送到LCD显示屏。113.2.3显示电路此处显示电路采用了1602A液晶显示模块。当光直射光电池时，放大的电压信号通过三极管的发射极送入AD转换器的IN0端口。因为AD的ADDA、ADDB、ADDC都接地，所以ADC0809就采集IN0端口的信号。模拟信号经过转换后向OUT-1~OUT8传送数字信号。数字信号经过总线传送到AT89C51的P1口，并读入累加器A，经过AT89C51计算后通过P0端口输出

6、，然后控制LCD显示屏的输出。3.3硬件程序#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitlcden=P2^1;sbitlcdrs=P2^0;sbitlcdrw=P2^2;sbitadwr=P3^7;//sbitadcs=P3^0;//oe==gndsbiteoc=P2^3;ucharcodetable[]="theillustionis";ucharcodetable1[]="lx";uintnum,a,d,qian,bai,shi,ge,num1;uintillusion,

7、temp;voidinit(void);//初始化函数voiddelay(uinta);//延时函数11voidwrite_com(ucharcom);//写指令函数voidwrite_data(uchardate);//写数据函数voiddisplay(uintd);//显示函数voidmain(){voidinit();//初始化EA=1;//开总中断ET0=1;//开定时器中断TR0=1;//启动定时器lcden=0;/***********对1602液晶的模式进行设置***************/write_com(0x38);//设置16*2显示，5*

8、7点阵，8