光照强度检测系统设计(附件)
摘 要近几年来，随着我国现在从传统农业大国逐渐向现代化农业大国发展，光照强度这个参数对于农作物的成长起着越来越至关重要的作用。所以，现在我国对于光照检测技术的研发以及应用越来越迫切。这样更需要设计一个光照强度检测系统。而我这次要做的这个设计是以51单片机以及0804模数转换器芯片为核心的光照强度检测系统。首先利用光敏电阻对光照的特殊性，从而检测出光照的强度，以电信号的形式反映出来，然后利用模数转换器的转换功能把电信号转化成数字信号，最终在数码管上显示出来，完成系统对光照强度的检测。在农业的发展过程中光照强度检测有着无可取代的重要性，它的高精确度、低成本使得本系统有着无比的优越性，所以在农业生产中经常会被人们用到，对于农业的发展息息相关。所以，研制一种结构合理，性能相对稳定，成本低廉，满足市场需求的光照强度检测系统具有实际应用和推广价值和意义。
目 录
1绪论 1
1.1引言 1
1.2国内外研究现状 1
1.3课题的目的和意义 1
2系统设计方案 3
2.1系统总体设计方案 3
2.2系统工作原理 4
2.3主要模块方案选择 4
2.3.1单片机选择 4
2.3.2模数转换器选择 6
3硬件电路设计 7
3.1光敏电阻的电路图和实物图 7
3.1.1光敏电阻的基本原理 7
3.1.2光敏电阻的结构 7
3.2MCS51系列单片机的辅助电路及时 8
3.2.1时钟电路 8
3.2.2时序 9
3.3A/D模数转换电路的设计 10
3.4数码管显示电路及整体硬件电路 12
4系统软件设计 15
4.1软件流程图 15
4.2程序调试 18
5系统调试 19
5.1硬件焊接与调试 19
5.2软件调试 20
6结论 21
6.1论文总结 21
6.2工作展望 22
参考文献 23
致谢 25
附录 26
附录A 总体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原理图 26
附录B 实物图 27
附录C 元器件清单 28
附录D 程序代码 29
1 绪论
1.1引言
此次的系统设计是一个基于51单片机的光照强度检测系统，通过数码管显示光照强度。以51单片机为核心，控制A/D芯片采集数据，再加上数码管、按键等模块实现需要完成的功能。
本设计用光敏电阻对光照的特性来检测光照的强度，其实也就是利用光照对光敏电阻阻值的影响从而该变光敏电阻两端的电压值，从而使模数转换器中流过的电流发生改变，从而得到光照强度大小的变化，然后利用转换器对电信号进行收集，把的得到的模拟脉冲信号转化成数字脉冲信号的形式，然后再通过数码管体现出电压的变化过程，把实时的光信号以数字信号的形式反馈给显示部分。如果需要判断光照强度的方向的话可以用两个光敏电阻，放置在不同的方向上。光照方向不同的话他们两端的电压值就会不同，然后用数码管的明灭显示光照强度的方向。
1.2国内外研究现状
我国光电检测领域研究现状：对于中国过来说，由于科技水平较低，在光电检测领域的发展就落后于发达国家，由于光照检测领域方面的技术限制，我国早期的农业发展可以说是举步维艰，农业中药用到的光照检测仪器大多都依赖于国外引进。而光照检测技术也不在是我国农业发展的短板。伴随着我国经济实力的逐步提升，国家逐步对光照度的测量技术也有了更加深入的认识，相应的对于检测的精确度也就有了更高的需求。虽然现在我国光照度检测技术等相关领域都有了很大的进步，而且产品的质量也有了很大的提升，在全世界也有了很强的竞争力，但在高端技术领域我国和一些发达国家还是有一定的差距，所以在国内一些高端领域所使用的精密光照仪器还是依赖于进口，不过要达到国外发达国家的水平也只是时间的问题，主要原因还是归咎于我国在光照检测领域的起步太晚。
1.3课题的目的和意义
从目前看来，随着我国传统农业的落后现代农业的不断进步；我国对光照检测技术领域的要求也是日益高涨，而光照强度检测技术的应用领域也越来越广泛。而农业生产领域就是光照检测技术应用最广泛的领域，因为植物进行光合作用必不可少的条件就是光照强度，当然了植物的光合作用也不是光照强度越强就越好，当植物光合作用时光照过强的话就会使植物的水分蒸发大量流失，情况严重的话可能会破环植物叶子的结构。在农业生产中光照往往都不尽人意，这时候对光照的强弱就必须有个大概的了解，以便于随时对农作物进行着光处理或者补光处理，在这种情况下我的这次设计的重要性就体现出来了，如果有了本设计的检测就可以更好的判断出什么时候该遮光处理，而什么时候又该做补光处理。因此，研制一种经济而又实用的光照强度检测仪对农业的发展就有着举足轻重的作用，它可以时时刻刻的对光照强度进行检测监控，从而对光照进行补光和遮光，然后达到提高农作物产量的目的。[1]
本设计主要是利用光敏半导体的光照特性，利用光敏半导体对光照的敏感特性来对实时的光照强度进行检测判断。光照强度的检测对现代农业的发展有着举足轻重的作用，它的高精度、低成本使得本系统有着无比的优越性，从而使得它广泛的应用于农业生产中，对于农业的发展息息相关。[2]
所以，研制一种整体结构合理，性能相对稳定，成本低廉，满足市场需求的光照强度检测系统具有实际应用和推广价值和意义。
2 系统设计方案
2.1系统总体设计方案
而我这次要做的这个设计是以51单片机以及ADC0804模数转换器芯片为核心的光照强度检测系统。它是由几个模块结合起来共同实现检测功能的，这几个模块分别是电源模块、模数转换模块、按键模块、光线检测模块、数码管显示模块以及单片机的最小系统，利用其中光电检测模块中的光敏电阻检测光照强度，再通过ADC0804模数转换器转换成数字信号，然后通过数码管显示出来。[3]从而实现光照强度检测功能。
光照强度检测系统的检测流程如下：
首先通过二极管接受光照，然后光敏电阻阻值发生变化，从而使电流变化，在利用模数转换器采集信号并由放大器把信号放大转换成数字信号然后显示在单片机控制的数码管上。[4]如图2.1
图2.1光照强度检测系统原理框图 2.2 系统工作原理
利用光敏电阻对光照的特性来检测光照的强度，其实也就是利用光照对光敏电阻阻值的影响从而该变光敏电阻两端的电压值，从而使模数转换器中流过的电流发生改变，从而得到光照强度大小的变化，当然最终的变化还是通过数码管显示出来的，这就是光敏电阻的工作原理。[5]
2.3主要模块方案选择
2.3.1单片机选择
虽然STC12C5A60S2属于8051系列单片机，但是它与普通的51单片机相比较有以下特点：
晶振一定的情况下，它比一般的单片机快的多。
有8路10位AD，多了两个定时器，带PWM功能；有SPI接口；有EEPROM；有1K内部扩展RAM；有WATCH_DOG；多一个串口；IO口可以定义，有四种状态；中断优先级有四种状态可定义，因此，我的设计选用的就是这个单片机，下面是这个单片机的个个引脚所要实现的功能。
P0口：它的P0口这个单片机的P0口是一个8位漏级开路双向I/O接口，他的每一个引脚都可用来吸收8TTL门电流。如果P1口的引脚写“1”时，它将被当作高阻输入。它可以在外部程序数据存储器中进行使用。[6]
目 录
1绪论 1
1.1引言 1
1.2国内外研究现状 1
1.3课题的目的和意义 1
2系统设计方案 3
2.1系统总体设计方案 3
2.2系统工作原理 4
2.3主要模块方案选择 4
2.3.1单片机选择 4
2.3.2模数转换器选择 6
3硬件电路设计 7
3.1光敏电阻的电路图和实物图 7
3.1.1光敏电阻的基本原理 7
3.1.2光敏电阻的结构 7
3.2MCS51系列单片机的辅助电路及时 8
3.2.1时钟电路 8
3.2.2时序 9
3.3A/D模数转换电路的设计 10
3.4数码管显示电路及整体硬件电路 12
4系统软件设计 15
4.1软件流程图 15
4.2程序调试 18
5系统调试 19
5.1硬件焊接与调试 19
5.2软件调试 20
6结论 21
6.1论文总结 21
6.2工作展望 22
参考文献 23
致谢 25
附录 26
附录A 总体 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
原理图 26
附录B 实物图 27
附录C 元器件清单 28
附录D 程序代码 29
1 绪论
1.1引言
此次的系统设计是一个基于51单片机的光照强度检测系统，通过数码管显示光照强度。以51单片机为核心，控制A/D芯片采集数据，再加上数码管、按键等模块实现需要完成的功能。
本设计用光敏电阻对光照的特性来检测光照的强度，其实也就是利用光照对光敏电阻阻值的影响从而该变光敏电阻两端的电压值，从而使模数转换器中流过的电流发生改变，从而得到光照强度大小的变化，然后利用转换器对电信号进行收集，把的得到的模拟脉冲信号转化成数字脉冲信号的形式，然后再通过数码管体现出电压的变化过程，把实时的光信号以数字信号的形式反馈给显示部分。如果需要判断光照强度的方向的话可以用两个光敏电阻，放置在不同的方向上。光照方向不同的话他们两端的电压值就会不同，然后用数码管的明灭显示光照强度的方向。
1.2国内外研究现状
我国光电检测领域研究现状：对于中国过来说，由于科技水平较低，在光电检测领域的发展就落后于发达国家，由于光照检测领域方面的技术限制，我国早期的农业发展可以说是举步维艰，农业中药用到的光照检测仪器大多都依赖于国外引进。而光照检测技术也不在是我国农业发展的短板。伴随着我国经济实力的逐步提升，国家逐步对光照度的测量技术也有了更加深入的认识，相应的对于检测的精确度也就有了更高的需求。虽然现在我国光照度检测技术等相关领域都有了很大的进步，而且产品的质量也有了很大的提升，在全世界也有了很强的竞争力，但在高端技术领域我国和一些发达国家还是有一定的差距，所以在国内一些高端领域所使用的精密光照仪器还是依赖于进口，不过要达到国外发达国家的水平也只是时间的问题，主要原因还是归咎于我国在光照检测领域的起步太晚。
1.3课题的目的和意义
从目前看来，随着我国传统农业的落后现代农业的不断进步；我国对光照检测技术领域的要求也是日益高涨，而光照强度检测技术的应用领域也越来越广泛。而农业生产领域就是光照检测技术应用最广泛的领域，因为植物进行光合作用必不可少的条件就是光照强度，当然了植物的光合作用也不是光照强度越强就越好，当植物光合作用时光照过强的话就会使植物的水分蒸发大量流失，情况严重的话可能会破环植物叶子的结构。在农业生产中光照往往都不尽人意，这时候对光照的强弱就必须有个大概的了解，以便于随时对农作物进行着光处理或者补光处理，在这种情况下我的这次设计的重要性就体现出来了，如果有了本设计的检测就可以更好的判断出什么时候该遮光处理，而什么时候又该做补光处理。因此，研制一种经济而又实用的光照强度检测仪对农业的发展就有着举足轻重的作用，它可以时时刻刻的对光照强度进行检测监控，从而对光照进行补光和遮光，然后达到提高农作物产量的目的。[1]
本设计主要是利用光敏半导体的光照特性，利用光敏半导体对光照的敏感特性来对实时的光照强度进行检测判断。光照强度的检测对现代农业的发展有着举足轻重的作用，它的高精度、低成本使得本系统有着无比的优越性，从而使得它广泛的应用于农业生产中，对于农业的发展息息相关。[2]
所以，研制一种整体结构合理，性能相对稳定，成本低廉，满足市场需求的光照强度检测系统具有实际应用和推广价值和意义。
2 系统设计方案
2.1系统总体设计方案
而我这次要做的这个设计是以51单片机以及ADC0804模数转换器芯片为核心的光照强度检测系统。它是由几个模块结合起来共同实现检测功能的，这几个模块分别是电源模块、模数转换模块、按键模块、光线检测模块、数码管显示模块以及单片机的最小系统，利用其中光电检测模块中的光敏电阻检测光照强度，再通过ADC0804模数转换器转换成数字信号，然后通过数码管显示出来。[3]从而实现光照强度检测功能。
光照强度检测系统的检测流程如下：
首先通过二极管接受光照，然后光敏电阻阻值发生变化，从而使电流变化，在利用模数转换器采集信号并由放大器把信号放大转换成数字信号然后显示在单片机控制的数码管上。[4]如图2.1
图2.1光照强度检测系统原理框图 2.2 系统工作原理
利用光敏电阻对光照的特性来检测光照的强度，其实也就是利用光照对光敏电阻阻值的影响从而该变光敏电阻两端的电压值，从而使模数转换器中流过的电流发生改变，从而得到光照强度大小的变化，当然最终的变化还是通过数码管显示出来的，这就是光敏电阻的工作原理。[5]
2.3主要模块方案选择
2.3.1单片机选择
虽然STC12C5A60S2属于8051系列单片机，但是它与普通的51单片机相比较有以下特点：
晶振一定的情况下，它比一般的单片机快的多。
有8路10位AD，多了两个定时器，带PWM功能；有SPI接口；有EEPROM；有1K内部扩展RAM；有WATCH_DOG；多一个串口；IO口可以定义，有四种状态；中断优先级有四种状态可定义，因此，我的设计选用的就是这个单片机，下面是这个单片机的个个引脚所要实现的功能。
P0口：它的P0口这个单片机的P0口是一个8位漏级开路双向I/O接口，他的每一个引脚都可用来吸收8TTL门电流。如果P1口的引脚写“1”时，它将被当作高阻输入。它可以在外部程序数据存储器中进行使用。[6]
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/1511.html
