光敏电阻传感器检测系统的设计【含全套cad图纸和word说明书】毕业论文

本科学生毕业设计光敏电阻传感器检测系统的设计系部名称： 机电工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化 08-3 班学生姓名： 指导教师： 职 称： 二二一二年六月一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeThe Digital Light Intensity Detector System Base on MCUCandidate：Xu DongshengSpecialty：Machinery Design and Manufacturing and Its AutomationClass：08-3Supervisor：Lecturer Chen XiHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin目 录摘要ABSTRACT第 1 章 绪 论 .11.1 课题的意义、目的和要求.11.1.1 课题的意义.11.1.2 课题的目的.11.1.3 课题的要求.21.2 数字式光照强度检测仪的发展前景及趋势.31.3 本课题主要研究的内容.4 1.3.1 单片机4 1.32 单片机发展历史及应用6第 2 章 系统概述.92.1 系统方案的选择与论证.92.2 光敏电阻简介.102.3 本章小结.13第 3 章 系统的硬件部分.143.1 单片机最小系统和通信模块的设计 .143.1.1 单片机最小系统的设计 .143.1.2 下载通信模块的设计 .163.2 光敏电阻网络的设计 .173.3 输出选择电路的设计 .183.4 A/D 模数转换电路的设计 .203.5 数码管显示电路的设计 .203.6 本章小结.22第 4 章 系统软件部分.234.1 软件流程图.244.2 Keil 软件简介.264.3 程序清单.264.4 PROTUES 软件绘图及仿真 .284.5 软件的调适与仿真.294.5.1 系统软件调试 .294.5.2 仿真结果.304.6 本章小结 .32 结 论.33 参考文献.34 附录.35 致 谢.37摘 要该数字式光照强度检测仪以单片机和模数转换为技术核心，具体由单片机最小系统、下载通信模块、A/D 模数转换模块、光照方向检测模块、输出选择模块和数码管显示模块组成。在本系统的设计中，利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测光强，采用单片机控制输出选择模块和数模转换芯片依次测量不同方向的光照强度，并通过编程处理数据进行光强的比较，最后通过数码管显示检测结果。总之，通过对电路的设计和实际装调，最终基本实现了基于单片机的数字式光照强度检测仪的整体功能，可显示最大光照强度及光强照射方向。关键词：单片机 ；光敏电阻 ；ADC0804；IC4051；数码管ABSTRACTThe digital light intensity detector with microcontroller and analog-digital conversion as a core technology, specifically by the microcomputer system, download the communication module, A/D analog-digital conversion module, light direction detection module, the output selection module and digital display module composition. In this system design, use of photosensitive resistor characteristics with the light intensity to detect changes in light intensity, the output select control of single-chip module and several analog converter followed by measuring the light intensity in different directions, and handling data through the program intensity comparison, the final test results via digital display. In short, through the circuit design and the actual alignment, finally realizing a single chip based on digital light intensity detector of the overall function, can show a maximum light intensity and light intensity irradiation direction. Key words: SCM；Photosensitive Resistance；ADC0804；IC405；Digital Tube 第 1 章 绪 论1.1 课题的意义、目的和要求1.1.1 课题的意义课题的意义本系统是一个基于单片机的数字式光照检测仪，通过数码管显示光度，并且具有判断光照方位能力。以 89C51 单片机为核心，控制 A/D 芯片采集数据，辅以数码管、比较器、数据选择器等器件，实现功能。本系统采用光敏电阻采集光照强度信息。光照强度直接反映在光敏电电阻阻值上，进而反映在光敏电阻两端的电压值上。然后通过单片机控制 A/D 模数转换对电压信号进行采集,经换算后通过数码管显示光强强度。判断光照方向时可采用两个位于不同方向的光敏电阻。光照方向会导致他们两端的电压值不同，把两个电压值输入到比较器进行比较，单片机根据比较结果控制数据选择器选择光照较强的那一路的电压值给 A/D 进行数模转换。用数码管的亮灭显示方向。本设计适当地利用了光敏电阻的特性以及单片机的强大的运算控制功能，实现了光照强度的检测，并在数码管上显示。设置了两个方向的光敏电阻，比较光照强度数值大小确定了当前光照方向。本系统充分利用了现有资源，结构合理，性能稳定，成本低，满足题目要求。加强对单片机的学习和认识，正确运用所学单片机的理论知识，将理论与实际相结合，单片机在我们的生活中得到越来越广泛的应用，单片机注定影响一个时代，只要存在计算机的地方就会有他的存在，学好单片机对今后的学习与工作有很多益处。1.1.21.1.2 课题的目的课题的目的采用光敏电阻为光传感器，利用光敏电阻的光照特性完成光强的检测。具体方法是将三路光敏电阻支路并联接入电路中，其中一路串接一固定电阻，另外两路分别串接电位器，利用光敏电阻值随光照强度变化的特性，使得电路的输出电压而变化。根据这一特性，结合光照强度和输出模拟电压之间的关系，分别对三路电压值进行采集得到某一光强度下对应的模拟电压，将模拟电压通过 ADC0804 模数转换器转换为数字电压，通过 C 语言编程，将其集于单片机中，进行比较以后通过两位数码管将最大值显示出来，相应地控制点亮对应的小数点以显示光照强度的方向。从 ADC0804 的模拟量通道输入 05V 之间的模拟量，通过 ADC0804 转换成数字量送给单片机，经单片机处理后在数码管上以十进制形成显示出来，学习用单片机控制 A/D 模数转换。光照强度检测仪的主体是光敏电阻，光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往变小，这种现象称为光导效应，因此，光敏电阻又称光导管。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也可以加交流电压。光敏电阻的特性是光照变化时其电阻值