简易光照度计的设计Word文件下载.docx
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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。
3.2.2AD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。
3.2.2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,然后控制LCD显示屏的输出。
3.3硬件程序
#include<
reg52.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitlcden=P2^1;
sbitlcdrs=P2^0;
sbitlcdrw=P2^2;
sbitadwr=P3^7;
//sbitadcs=P3^0;
//oe==gnd
sbiteoc=P2^3;
ucharcodetable[]="
theillustionis"
;
ucharcodetable1[]="
lx"
uintnum,a,d,qian,bai,shi,ge,num1;
uintillusion,temp;
voidinit(void);
//初始化函数
voiddelay(uinta);
//延时函数
voidwrite_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*7点阵,8位数据接口
write_com(0x0c);
//设置开显示,不显示光标
write_com(0x06);
//写一个字符后地址指针加一
write_com(0x01);
//显示清零,数据指针清零
while
(1)
{
/*******开始不断扫描P1引脚是否有信号,并且对信号进行计算和显示********/
if(P1!
=0)
{
delay(10);
if(P1!
=0)//防止误判
{
adwr=0;
delay(5);
adwr=1;
while(oec);
for(a=10;
a>
0;
a--)
{temp=illusion*4;
temp=1000;
display(temp);
//显示照度
}
};
};
}
}
/**********************初始化程序************************/
voidinit(void)
TMOD=0x01;
//定时器0工作于计数方式1
TH0=(65536-5000)/256;
TL0=(65536-5000)%256;
//定时时间为50ms
num=0;
//adcs=0;
//sign=0;
//temp=0;
write_com(0x80);
/*************延时函数每次延时50ms********************/
voiddelay(uinta)
uintb,c;
for(b=a;
b>
b--)
for(c=110;
c>
c--);
/************定时器中断函数*****************/
voidto_time()interrupt1
//中断函数里重新赋初值
num++;
if(num==20)//每20*50ms计算一次,并且将速度显示
{
num=0;
//标志位
illusion=P1;
/***********写指令函数************/
voidwrite_com(ucharcom)
lcdrs=0;
//lcdrw=0;
P0=com;
//delay(5);
lcden=1;
delay(20);
/*********写数据函数*************/
voidwrite_data(uchardate)
lcdrs=1;
P0=date;
//delay(5);
/*************显示函数********************/
voiddisplay(uintillusion)
{
qian=illusion/1000;
bai=illusion%1000/100;
shi=illusion%100/10;
ge=illusion%10;
//速度范围为0至9999.
for(num1=0;
num1<
20;
num1++)//显示前面一段字符
write_data(table[num1]);
delay(20);
write_com(0x80+0x41);
//显示光照强度
write_data(0x30+qian);
write_com(0x80+0x42);
write_data(0x30+bai);
write_com(0x80+0x43);
write_data(0x30+shi);
write_com(0x80+0x44);
write_data(0x30+ge);
write_com(0x80+0x47);
for(num1=0;
2;
num1++)
write_data(table1[num1]);
}
write_com(0x80);
4调试过程及结论
4.1调试过程
在仿真过程中为了方便控制放大电路,这里先采用滑动变阻器来代替前置放大电路。
具体的就是将滑动变阻器接电源和地,将滑动端接入AD转换器的IN0端口。
图4电压为零时的仿真图
从图中可看出,输入电压最小为零时,显示屏显示的照度值就为0lx。
图5电压最大时仿真图
从上图中可看出,输入电压最大时,显示屏显示的照度值为255lx。
在焊电路板的过程中,开始时用两个控制端控制LCD显示屏,发现效果不太好,后来改为三个端口控制。
在调试过程中,接上电源,发现LCD没有反应,检查电路发现是LCD的数据输入端和AT89C51的P0接反了。
改正上述错误后,显示屏亮了,可发现显示的乱码而且显示很不稳定,检查电路后发现是电路中某些接触点接触不良。
将这些接触点重新焊了一遍,显示屏终于显示了照度值,但数值很不稳定,从十几勒克斯到两百多勒克斯无规律跳变,可能是AD输出出错,检查电路,确实的AD的OUT端与89C51的P1端口接反了,导致输出数值放大了几百倍,因此出现微弱信号变化就使数值改变很大。
改正此处电路后,终于显示了正常稳定的照度值。
4.2结论
在Proteus软件中仿真成功,并按电路原理图焊接好电路,将程序烧录到AT89C51芯片中进行调试,LCD显示屏最终可以显示照度值,实验成功。
图6焊接好的电路板
图7LCD显示屏上显示的照度值
遮住光电池后,显示的照度值明显减小,如图。
图8遮住光电池后显示的照度值
5心得体会
首先这次课程设计是对以前学过的相关知识的一次综合的运用,是把课本知识转化为生活实际的一次实践性的实验,很大程度上锻炼了我的思考问题解决问题的能力,实验的内容贴近生活实际,使我们可以用自己所学的知识解决实际问题。
这次课程设计在很大程度上调动了我的积极性和对专业浓厚的兴趣。
温故而知新。
课程设计开始,对知识系统而全面进行了梳理,遇到难处先是苦思冥想再向同学请教,终于熟练掌握了基本理论知识,而且领悟诸多平时学习难以理解掌握的较难知识,学会了如何思考的思维方式,找到了设计的灵感。
总的来说这次课程设计相对比较顺利,但是也遇到了一些问题,遇到问题并不是什么坏事,通过自己的思考以及向老师咨询,等把问题弄懂了,自己也从中学到了很多知识。
下面说一下自己的得与失。
通过本次设计确实让自己学到了不少知识,首先是对这个实验的原理有了更深的了解。
同时对电路设计产生了极大的兴趣。
另外还发现自己的一些问题。
首先,是对很多学过的知识还不够熟练不能用到实际问题中。
其次,是自己还不够条理,思考问题不全面等。
就本实验具体问题谈一下自己的看法。
设计虽然比较成功,但是实验还有很多需要改进和扩展的地方,我们要求设计的是比较简单的电路,在实际生活中的设计与应用要远比这次的课程设计复杂,在以后的课程中还要继续学习其他知识,以解决真正的实际问题,真正达到学以致用。
6参考文献
[1]高峰.单片微型计算机与接口技术:
科学出版社,2007
[2]康华光.电子技术基础:
高等教育出版社,2006
[3]戴仙金.51单片机开发实例:
清华大学出版社,2006
[4]朱清慧,张凤蕊,翟天嵩.Proteus教程:
清华大学出版社,2008
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