简易光照度计地设计.doc

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1、南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦光电传感器课程设计论文学生姓名周悦学号20091321018院系电子与信息工程学院专业电子科学与技术指导教师李敏二Ｏ一二年5月22日13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦利用硅光电池的简易照度计设计1实验任务利用硅光电池为信号输入电路，用ADC0804芯片作AD转换的作用，以AT89S52单片机芯片设计控制电路，来制作一个简易照度计，最后可以通过LCD显示屏显示照度值。2设计原理2.1基本理论硅光电池是一种能

2、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AT89S

3、52芯片实现控制电路，用ADC0804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，将输出的信号通过前置放大电路放大，通过模数转换器ADC0804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。2.2系统框图系统框图如下：13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦光电转换前置放大A/D模数转换LCD显示单片机控制电路图1照度计设计系统框图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

4、序设计流程图13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦2实现方案3.1硬件电路图图3照度计硬件原理图2.2原理图说明2.2.1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。13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦3.2.2AD转换电路采用ADC080

5、4模数转换芯片和AT89S52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。2.2.1显示电路此处显示电路采用了1602液晶显示模块。当光直射光电池时，放大的电压信号送入AD转换器的IN端口，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AT89S52的P1口，并读入累加器A，经过AT89S52计算后通过P0端口输出，然后控制LCD显示屏的输出。2.3硬件程序//控制口定义//////////////////////#include

6、#include#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definead0_7P1sbitcs=P3^0;sbitrd=P3^1;sbitwr=P3^2;sbitintr=P3^3;sbitrs=P3^5;sbitrw=P3^6;sbiten=P3^7;ucharcodetable[]="illuminanceis:";13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦ucharc

7、odetable1[]="0123456789";ucharcodetable2[]="lx";voiddelay(uintt){uinti;ucharj;for(i=t;i>0;i--)for(j=0;j<200;j++);}//AD转换子程序//////////////////////////////////////////////////////////voidstart_ad(void){cs=0;wr=0;_nop_();wr=1;while(intr);cs=1;}read_ad(){uintad_data;ad0_7=0

8、xff;cs=0;rd=0;ad_data=ad0_7;rd=1;cs=1;return(ad_data);}13南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周悦南京信息工程大学电子与信息工程学院电子科学与技术系周