測控電路課程設(shè)計(jì)-光照強(qiáng)度測量顯示電路

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1、測控電路課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)名稱：光照強(qiáng)度測量顯示電路專業(yè)班級：學(xué)生姓名：學(xué)號:指導(dǎo)教師：劉建娟同組人姓名測控電路課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級學(xué)號題目光照強(qiáng)度測量顯示電路課題性質(zhì)工程設(shè)計(jì)課題來源參考書指導(dǎo)教師劉建娟主要內(nèi)容（參數(shù)）參考期刊、文獻(xiàn)等資料設(shè)計(jì)光照強(qiáng)度測量顯示電路，包括以下內(nèi)容：（1）選擇合適的傳感器和放大電路；（2）設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換電路；（3）設(shè)計(jì)單片機(jī)程序；（4）設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路；根據(jù)以上內(nèi)容要求來設(shè)計(jì)電路圖并具體分析電路圖的特性。任務(wù)要求（進(jìn)度）第1-2天:確定課程設(shè)計(jì)題目，查閱相關(guān)技術(shù)資料；第3-6天:確定設(shè)計(jì)內(nèi)容及

2、方案，并按照確定的方案設(shè)計(jì)單元電路，對各單元電路進(jìn)行功能分析；第7-8天:進(jìn)一步修正方案并畫出電路圖；第9-10天:撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，將各部分內(nèi)容完整地呈現(xiàn)在報(bào)告中，并對本次課程設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)。主要參考資料[1]張國雄.《測控電路》?機(jī)械工業(yè)出版社.2011[2]陳磊?單片機(jī)控制數(shù)字光強(qiáng)檢測計(jì)的設(shè)計(jì)[J]?大學(xué)物理實(shí)驗(yàn).2009.4.[4]孫圣和，王廷云，徐影..光纖測量與傳感技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2007審查意見系（教研室）主任簽字：年月日引言照度與人們的生活有著密切的關(guān)系。充足的光照，可防止人們免遭意外事故的發(fā)生。反之

3、，過暗的光線可引起人體疲勞的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過眼睛的本身。因此，不適或較差的照明條件是造成事故和疲勞的主要原因之一?，F(xiàn)有統(tǒng)計(jì)資料表明，在所有職業(yè)勞動的事故中約有30%是直接或間接因光線不足所造成的。對體育場（館）的光照要求是非常嚴(yán)格的，光照過強(qiáng)或過暗都會影響比賽的效果。那么，人們居住的室內(nèi)對照度的衛(wèi)生學(xué)要求是如何呢？照度是在衛(wèi)生學(xué)中一項(xiàng)十分重要的指標(biāo)。光是指能引起人眼睛光亮感覺的電磁輻射，當(dāng)光線進(jìn)入眼睛后可產(chǎn)生的知覺稱為視覺。人們所見的光是指可見光，其波長范圍在380?760nm（納米）之間。采光可分為自然采光和人工光源兩大類。自然采光是

4、指室內(nèi)和地區(qū)的天然照度，有直接的曰光照散射光和周圍物體的反射光，常用采光系數(shù)和自然照度表示。而采光系數(shù)是指采光口的有效面積與室內(nèi)地面面積之比。一般住宅的采光系數(shù)在1/5?1/15之間，居住面積比在1/8?1/10之間（窗面積/室內(nèi)地面面積）。自然照度系數(shù)是用于評價(jià)自然光的照度水平。它是反映室內(nèi)的和同時(shí)從室外來的光照射關(guān)系。也反映出當(dāng)?shù)毓鈿夂颍ㄗ匀还饽茉春蜌夂虻年柟庹斩戎笜?biāo)的總和）。本設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)組成光照強(qiáng)度測量顯示系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對光強(qiáng)的測量和顯示。光強(qiáng)傳感器采用光敏三極管，對光照強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣。設(shè)計(jì)傳感器放大電路，

5、將太陽的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并將?qiáng)度值顯示出來。將光敏三極管接入電路，受光照度不同吋光敏三極管的集電極電流發(fā)生相應(yīng)的變化，將采集的信號接入運(yùn)算放大電路，再輸入到ADC轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機(jī)中，通過數(shù)碼顯示器顯示出在不同光照強(qiáng)度下電路電壓的變化值。光敏三極管和普通三極管的結(jié)構(gòu)相類似。不同之處是光敏三極管必須有一個(gè)對光敏感的PN結(jié)作為感光面，一般用集電結(jié)作為受光結(jié)，因此，光敏二極管實(shí)質(zhì)上是一種相當(dāng)于在基極和集電極之間接有光敏二極管的普通二極管。設(shè)計(jì)開始先查閱資料，如元器件資料，方案選擇等，可以使用單片機(jī)方案，也可以使用

6、模擬電路方案，設(shè)計(jì)顯示電路時(shí)注意按照國標(biāo)顯示，并有相應(yīng)的手動校正電路。其中運(yùn)用到了許多基本知識，女口：電路理論中電阻電路的分析、模擬電子線路屮運(yùn)算放大器、比較器、功率放大器等知識，數(shù)字電子線路屮開關(guān)特性及數(shù)字信號等知識，傳感器技術(shù)中的光電傳感器原理及應(yīng)用、測量電路等部分知識。光照強(qiáng)度測量顯示電路課程設(shè)計(jì)—:設(shè)計(jì)總?cè)蝿?wù)：設(shè)計(jì)一個(gè)光照強(qiáng)度測量顯示電路，要求在不同的光照強(qiáng)度下，通過光敏三極管電流的變化釆樣到當(dāng)前的光照強(qiáng)度，并在數(shù)碼管顯示電路上顯示出量化的光照強(qiáng)度的值。設(shè)計(jì)總目的：通過木次設(shè)計(jì)，熟悉由光敏三極管組成的傳感器電路、運(yùn)放和減法運(yùn)

7、放的應(yīng)用，并熟悉A/D轉(zhuǎn)換的原理和過程，學(xué)會實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和A/D轉(zhuǎn)換芯片間的聯(lián)調(diào)。三：設(shè)計(jì)內(nèi)容：第一部分傳感器與差分電路的設(shè)計(jì):應(yīng)用光敏三極管組成的傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)采樣，并將采樣的信號送入差分電路,經(jīng)過信號放大送入減法運(yùn)算放大電路，經(jīng)過信號調(diào)整，送入ADC轉(zhuǎn)換器屮，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，送入單片機(jī)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而使實(shí)時(shí)釆樣的值在數(shù)碼管顯示電路中即時(shí)顯示出來。?17V圖2信號采集及放大電路第二部分單片機(jī)與數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì):C133pF?1.12345678□七155V143119ISIR12qi11——?1.01—5V匚二1

8、Y1T12!C2433pFP1.Q(T2)(AD0)P0.0?1.1(T2EX)(ADl)PO.lPl.2(AD2)P0?2Pl.3(AD3)P0.3Pl.4G4D4)P0.4Pl.5(AD5)P0?5Pl.6(AD6)P0?6Pl.