多功能紫外线传感器评估板设计【字数：10458】
摘 要太阳光中的紫外线达到一定的级数后进入体内会对人体造成伤害，如晒伤，皮肤癌等等。但是恰到好处的紫外线又可以起到杀菌，杀虫等好处。因此，要实时监测紫外线指数来保护人身体健康显得尤为重要。本文是一种基于STM32单片机来实现的多功能紫外线传感器评估板的设计。首先，本文通过UV紫外线传感器对外部紫外线信号进行采集，又将采集到的信号进行AD转换成数字信号传给单片机处理，最终能在LED数码管上显示出紫外线指数强度及等级，并且单片机将数值通过SPI写给AD5410，输出相应的电流范围，完成传感器变送器的功能，最终实现了评估板的功能。该设计灵敏度高，可靠性高，选择性好，在市场上会有广阔的应用前景和发展空间。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文的研究内容及安排 2
第二章 系统的总体设计 3
2.1方案对比论证 3
2.1.1 单片机选型 3
2.1.2 紫外线传感器选择 4
2.1.3 变送器设计方案 4
2.1.4 显示模块 4
2.2本章小结 5
第三章 系统的硬件设计 6
3.1 STM32单片机 6
3.2传感器采集模块 6
3.3 LED驱动控制电路 7
3.3.1按键扫描 7
3.3.2蜂鸣器模块 8
3.4 数码管显示模块 8
3.5 电源模块 10
3.6本章小结 11
第四章 系统的软件设计 12
4.1编程语言及环境的选择 12
4.2软件设计流程图 12
4.3LED驱动控制电路程序设计 14
4.4紫外线传感器数据采集流程图 15
4.5本章小结 16
第五章 系统的测试与分析 17
5.1系统的测试结果 17
5.2测试结果分析 17
5.3本章小结 18
第六章 总结与展望 19
6.1论文总结 19
6.2研究展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
望 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
目前，大气中臭氧层破坏严重，导致吸收紫外线的能力变弱，到达地面的辐射量增多，人的皮肤照射到强度高的紫外线容易损伤，有斑点，严重的甚至患上皮肤癌等等。太阳光中紫外线辐射量对人类有利有弊,研究分析紫外线强度及等级对人体健康的影响,具有重要的意义。
紫外线根据辐射的强度值不同，可划分为5个等级，每个等级对人体伤害也不同，要及时的采取保护措施，根据波长紫外线可分为三个波段：紫外线A段（UVA），其波长范围为320nm~420nm，辐射的能量较大。紫外线B段（UVB），其波长范围在290nm~320nm之间，辐射能量相对A段来说较小。紫外线C段（UVC），其波长范围在100nm~290nm之间，辐射能量最小，此波段的紫外线对人体的作用是微乎其微的[1]。因此，对紫外线的防护受到越来越多的关注，但是恰到好处的紫外线强度在涂料固化，颜料固化，光刻，杀菌，杀虫，促进植物的生长方面有着深入而广泛的应用[2]。在工业和日常生活中,需要检测环境的温度和紫外线强度，比如工业中需要检测车间的温度和紫外线强度,达到标准范围才能进行正常生产；在农业中,恰当的温度和紫外线强度才适合农作物生长；在生活中,一种便携式的温度和紫外线测试仪能够随时掌握天气变化,利于出行[3]。利弊共存，对紫外线强度实时检测尤为重要。如果紫外线强度指数过高，我们就要采取防护措施，避免我们身体受到伤害。
由于紫外线传感器比较专业，不少应用厂家缺少研发力量，不会使用，因此需要提供紫外线评估板帮助用户熟悉和使用，而本文就是抓住这个点，在用户使用评估板较少，而紫外线传感器使用较多的形势下，设计的一款帮助用户熟悉使用的评估板。如今的需求市场，我相信紫外线传感器的评估板意义重大。
1.2国内外研究现状
在如今的21世纪，传感器技术的快速发展使其成为信息技术的三大支柱之一，有着重要的作用和地位。紫外线传感器是一种将光信号转化为电信号的装置，在国外，紫外线传感器在军事发展上，航空领域，工业，农业，工程上有着众多的应用，以其可靠性高，响应速度快，选择性好，灵敏度高，检测使用方便而被广泛应用。比如国外在交通管制上使用电子红外光电传感器对事故路段进行检测以及故障排除的指挥，国外汽车上也有光电传感器，如红外夜视装置等等，可见光电传感器在国外得到了广泛的运用，发展潜力巨大。
在国内，紫外线传感器技术主要开始于20世纪中期，一步一步地在开发，设计与制作上取得重大突破，逐步问世于市场，当时在数控机床攻关中取得令世界敬佩的发明专利，而如今紫外线传感器由于其应用领域广已成为市场的主流。比如汽车中就常常装有激光防撞雷达等新型光电传感器。
目前我国的紫外线传感器在现代研究实力和影响范围上还没有什么名气，相比于欧美一些国家较为落后了，但是在研究的种类和样式上，我们可以明显的感觉到，有了很大的改善与突破了。随着机电一体化新技术的继续发展,紫外线传感器的性能将会得到不断完善,其检测结果将会更精确,检测距离更长,动态检测性能更好[4]。我相信紫外线传感器在以后的设计中实现生产应用上的创新改进，很快就会适应我国经济和科技上的快速发展。
1.3本文的研究内容及安排
本文主要研究了一种多功能紫外线传感器评估板的设计，在内容安排上，本文一共分为六个章节，各个章节的具体安排如下：
1.第一章是绪论部分，主要讲述了研究本课题的背景和意义以及国内外紫外线传感器研究现状；
2.第二章是系统的总体设计，展示了系统的总体设计框图以及方案的对比论证选择；
3.第三章是系统的硬件设计，包含每部分的原理图与原理介绍，包括STM32单片机，传感器采集模块，LED数码管显示模块；电源模块；按键模块等；
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外研究现状 1
1.3本文的研究内容及安排 2
第二章 系统的总体设计 3
2.1方案对比论证 3
2.1.1 单片机选型 3
2.1.2 紫外线传感器选择 4
2.1.3 变送器设计方案 4
2.1.4 显示模块 4
2.2本章小结 5
第三章 系统的硬件设计 6
3.1 STM32单片机 6
3.2传感器采集模块 6
3.3 LED驱动控制电路 7
3.3.1按键扫描 7
3.3.2蜂鸣器模块 8
3.4 数码管显示模块 8
3.5 电源模块 10
3.6本章小结 11
第四章 系统的软件设计 12
4.1编程语言及环境的选择 12
4.2软件设计流程图 12
4.3LED驱动控制电路程序设计 14
4.4紫外线传感器数据采集流程图 15
4.5本章小结 16
第五章 系统的测试与分析 17
5.1系统的测试结果 17
5.2测试结果分析 17
5.3本章小结 18
第六章 总结与展望 19
6.1论文总结 19
6.2研究展 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
望 19
结束语 20
致 谢 21
参考文献 22
附录 23
第一章 绪论
1.1研究背景及意义
目前，大气中臭氧层破坏严重，导致吸收紫外线的能力变弱，到达地面的辐射量增多，人的皮肤照射到强度高的紫外线容易损伤，有斑点，严重的甚至患上皮肤癌等等。太阳光中紫外线辐射量对人类有利有弊,研究分析紫外线强度及等级对人体健康的影响,具有重要的意义。
紫外线根据辐射的强度值不同，可划分为5个等级，每个等级对人体伤害也不同，要及时的采取保护措施，根据波长紫外线可分为三个波段：紫外线A段（UVA），其波长范围为320nm~420nm，辐射的能量较大。紫外线B段（UVB），其波长范围在290nm~320nm之间，辐射能量相对A段来说较小。紫外线C段（UVC），其波长范围在100nm~290nm之间，辐射能量最小，此波段的紫外线对人体的作用是微乎其微的[1]。因此，对紫外线的防护受到越来越多的关注，但是恰到好处的紫外线强度在涂料固化，颜料固化，光刻，杀菌，杀虫，促进植物的生长方面有着深入而广泛的应用[2]。在工业和日常生活中,需要检测环境的温度和紫外线强度，比如工业中需要检测车间的温度和紫外线强度,达到标准范围才能进行正常生产；在农业中,恰当的温度和紫外线强度才适合农作物生长；在生活中,一种便携式的温度和紫外线测试仪能够随时掌握天气变化,利于出行[3]。利弊共存，对紫外线强度实时检测尤为重要。如果紫外线强度指数过高，我们就要采取防护措施，避免我们身体受到伤害。
由于紫外线传感器比较专业，不少应用厂家缺少研发力量，不会使用，因此需要提供紫外线评估板帮助用户熟悉和使用，而本文就是抓住这个点，在用户使用评估板较少，而紫外线传感器使用较多的形势下，设计的一款帮助用户熟悉使用的评估板。如今的需求市场，我相信紫外线传感器的评估板意义重大。
1.2国内外研究现状
在如今的21世纪，传感器技术的快速发展使其成为信息技术的三大支柱之一，有着重要的作用和地位。紫外线传感器是一种将光信号转化为电信号的装置，在国外，紫外线传感器在军事发展上，航空领域，工业，农业，工程上有着众多的应用，以其可靠性高，响应速度快，选择性好，灵敏度高，检测使用方便而被广泛应用。比如国外在交通管制上使用电子红外光电传感器对事故路段进行检测以及故障排除的指挥，国外汽车上也有光电传感器，如红外夜视装置等等，可见光电传感器在国外得到了广泛的运用，发展潜力巨大。
在国内，紫外线传感器技术主要开始于20世纪中期，一步一步地在开发，设计与制作上取得重大突破，逐步问世于市场，当时在数控机床攻关中取得令世界敬佩的发明专利，而如今紫外线传感器由于其应用领域广已成为市场的主流。比如汽车中就常常装有激光防撞雷达等新型光电传感器。
目前我国的紫外线传感器在现代研究实力和影响范围上还没有什么名气，相比于欧美一些国家较为落后了，但是在研究的种类和样式上，我们可以明显的感觉到，有了很大的改善与突破了。随着机电一体化新技术的继续发展,紫外线传感器的性能将会得到不断完善,其检测结果将会更精确,检测距离更长,动态检测性能更好[4]。我相信紫外线传感器在以后的设计中实现生产应用上的创新改进，很快就会适应我国经济和科技上的快速发展。
1.3本文的研究内容及安排
本文主要研究了一种多功能紫外线传感器评估板的设计，在内容安排上，本文一共分为六个章节，各个章节的具体安排如下：
1.第一章是绪论部分，主要讲述了研究本课题的背景和意义以及国内外紫外线传感器研究现状；
2.第二章是系统的总体设计，展示了系统的总体设计框图以及方案的对比论证选择；
3.第三章是系统的硬件设计，包含每部分的原理图与原理介绍，包括STM32单片机，传感器采集模块，LED数码管显示模块；电源模块；按键模块等；
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