數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)儀的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)儀，用單片機(jī)控制數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片測(cè)量光照強(qiáng)度，并用數(shù)碼管顯示接收光強(qiáng)結(jié)果，同時(shí)通過(guò)多個(gè)光敏電阻已判斷光照射方向。第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日1.光敏電阻的工作原理及結(jié)構(gòu)當(dāng)無(wú)光照時(shí)，光敏電阻值(暗電阻)很大，電路中電流很小當(dāng)有光照時(shí)，光敏電阻值(亮電阻)急劇減少，電流迅速增加第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日光敏電阻的結(jié)構(gòu)1.玻璃2.光電導(dǎo)層3.電極4.絕緣襯底5.金屬殼6.黑色絕緣玻璃7.引線光敏電阻的靈敏度易受潮濕的影響，因此要將光電導(dǎo)體嚴(yán)密封裝在帶有玻璃的殼體中。第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日半導(dǎo)體吸收光子而產(chǎn)生的光電效應(yīng)，只限于光照的表面薄層。光敏電阻的電極一般采用梳狀，提高了光敏電阻的靈敏度。靈敏度高，光譜特性好，光譜響應(yīng)從紫外區(qū)一直到紅外區(qū)。而且體積小、重量輕、性能穩(wěn)定梳狀電極第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日

（1）暗電阻和暗電流光敏電阻在室溫條件下，在全暗后經(jīng)過(guò)一定時(shí)間測(cè)量的電阻值，稱為暗電阻。此時(shí)流過(guò)的電流，稱為暗電流。（2）亮電阻光敏電阻在某一光照下的阻值，稱為該光照下的亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。

（3）光電流亮電流與暗電流之差，稱為光電流。2．光敏電阻的主要參數(shù)第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日（1）伏安特性（2）光照特性（3）光譜特性（4）響應(yīng)時(shí)間和頻率特性（5）溫度特性3．光敏電阻的基本特性第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日

（1）伏安特性在一定照度下，光敏電阻兩端所加的電壓與光電流之間的關(guān)系在給定的偏壓情況下，光照度越大，光電流也就越大；在一定光照度下，加的電壓越大，光電流越大，沒(méi)有飽和現(xiàn)象。光敏電阻的最高工作電壓是由耗散功率決定的，耗散功率又和面積以及散熱條件等因素有關(guān)。第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日（2）光照特性光敏電阻的光電流與光強(qiáng)之間的關(guān)系由于光敏電阻的光照特性呈非線性，因此不宜作為測(cè)量元件，一般在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用作開(kāi)關(guān)式光電信號(hào)傳感元件。第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日（4）響應(yīng)時(shí)間和頻率特性光電導(dǎo)的弛豫現(xiàn)象：光電流的變化對(duì)于光的變化，在時(shí)間上有一個(gè)滯后。通常用響應(yīng)時(shí)間t表示。第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日光敏電阻圖示第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日光敏電阻演示

當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，光生電子—空穴對(duì)增加，阻值減小，電流增大。暗電流（越小越好）第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日光照強(qiáng)度的測(cè)定照度是反映光照強(qiáng)度的一種單位，其物理意義是照射到單位面積上的光通量，照度的單位是每平方米的流明（Lm）數(shù)，也叫做勒克斯（Lux）：1Lux=1Lm/平方米上式中，Lm是光通量的單位，其定義是純鉑在熔化溫度（約1770℃）時(shí)，其1/60平方米的表面面積于1球面度的立體角內(nèi)所輻射的光量。1LUX大約等于1燭光在1米距離的照度,夏日陽(yáng)光下為100，000LUX；陰天室外為10000LUX；室內(nèi)日光燈為100LUX；距60W臺(tái)燈60CM桌面為300LUX；黃昏室內(nèi)為10LUX；夜間路燈為0.1LUX。第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日AD模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊所謂A/D轉(zhuǎn)換器就是模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（AnalogtoDigitalConverter簡(jiǎn)稱ADC）是將輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日A/D電路的設(shè)計(jì)ADC0804數(shù)據(jù)線讀寫控制片選時(shí)鐘輸入中斷申請(qǐng)模擬輸入?yún)⒖茧妷旱谑屙?yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日(二)典型ADC芯片ADC08041、引腳圖信號(hào)：（1）DB7~DB0：數(shù)據(jù)線，三態(tài)，輸出，可直接接總線。（2）啟動(dòng)：WR?CS啟動(dòng)ADC，同時(shí)清狀態(tài)INTR.（3）狀態(tài)：INTR轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出低電平。（4）讀數(shù)據(jù)：RD?CS打開(kāi)三態(tài)門讀取數(shù)據(jù)，同時(shí)清狀態(tài)。第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日2、片內(nèi)時(shí)鐘電路第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日3、接口時(shí)序及接口信號(hào)第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日任務(wù)及要求：結(jié)合單片機(jī)最小電路和光敏電阻電路共同設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的數(shù)字式光照強(qiáng)度檢測(cè)系統(tǒng)，用數(shù)碼管顯示光照強(qiáng)度。還可以設(shè)置多個(gè)不同方向的光敏電阻，通過(guò)計(jì)算它們的光照強(qiáng)度運(yùn)用比較器以確定當(dāng)前的光照方向。1、實(shí)現(xiàn)單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2、焊接調(diào)試光敏電阻網(wǎng)絡(luò)。3、焊接調(diào)試AD電路，標(biāo)定光照強(qiáng)度基本單位4、編寫單片機(jī)程序，將獲得的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光照強(qiáng)度單位下的數(shù)值，并用數(shù)碼管顯示。（晚間實(shí)驗(yàn)室日光燈為400LUX）5、通過(guò)比較不同方向測(cè)得的光強(qiáng)數(shù)值判斷光照方向，在數(shù)碼管上顯示其方向。第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)電路單片機(jī)最小系統(tǒng)通信模塊(用于下載stc單片機(jī))ADC0804模塊光敏輸出及比較電路數(shù)碼管顯示電路第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日ADC0804電路接法第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，2022年，8月28日光照方向檢測(cè)電路第二十四頁(yè)，