光照检测及控制系统设计(附件)【字数：7814】
摘 要本次毕业设计了一种光照检测控制系统，能够实现对周围环境光线强度进行快速自动检测并且通过液晶屏清晰显示检测结果，与此同时还可以根据周围自然光线亮度自动调节三色LED灯光亮度。在硬件实现方案上，将AT89C51单片机作为主控核心，对外部的液晶屏显示电路、模拟电压采集电路和光敏传感器电路进行数据传输和协同工作。控制软件选择C语言结构化编程。本系统经测试，各项指标功能达到预期要求，成本合理，市场前景广阔。
目录
一、 引言 1
（一） 光照检测系统的发展背景 1
（二） 光照检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 光照检测系统的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） ADC0832采样器简介 4
（五） 光敏传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 光照强度检测电路设计 7
（四） 三基色LED灯光驱动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 光照检测系统的主程序流程设计 10
（二） 液晶显示子程序流程设计 10
（三） ADC0832驱动子程序流程设计 12
（四） 光线采集子程序设计 13
五、 实物制作与调试 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
光照检测系统的发展背景
在光照检测系统的多年发展历程中，由八位微处理器当作主控核心的系统最为流行，较高的性价比使它赢得了大量的用户人群，内部使用了中低端的微处理器芯片来达成对各个性能的操控，在微型控制器外部构建了丰富的高性能芯片，使这种级别的系统最终能够发挥出较高的性能，而技术人员通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
过使用低价格的硬件器材以及其他低成本花销，使得这类系统最后的价格获得较大程度压缩，和市面上的中高档次产品来说，具备更出色的竞争实力，虽然中高端产品在正常运行状态中呈现出来的功效要远远高于低档次产品，但是其高昂的售价其实不是大多数人所能够接受的，并且很大一部分用户并不是很追求特别高的工作精度，这一些关键的因素使得中低端的光照检测系统在过去很长时间内取得了霸主地位。只是受到当时科学电子技术发展水平的限制，使光照检测系统的性能和功能远不及当今市面上的关联产品，所以人们很快就将其雏形状态给遗忘。而在多年的发展历程中，纵览多款经典的光照检测控制系统，可以很清晰的发现不论电子技术的发展方向怎样，研发人员的研究中心都放在了如何提升光照检测系统的大致功能方面，在升级演变过程中，研发人员不断地将如今最新的技术通过编程代码植入到光照检测控制系统中，以此使光照检测系统逐渐呈现出了功能多样化和越来越突出的智能化，这类演变主要来自使用者的需求，尽管对使用需求来说，并没有本质上的改变，但是在人们对于纵向需求越来越苛刻，比如说光照检测系统的工作精度以及响应速度，用户想要获得更佳的使用体验，工程师就必须持续的将现如今最新的硬件器材、代码程序进行植入，使得光照检测系统的发展可以符合使用者。在光照检测系统发展过程中，当实现方法由模拟电子演变到数字电路之后，编程技术成了研究光照检测系统的必要技术，从一开始的MCS51内核到如今的最为流行的ARM内核，编程技术在此过程中亦经历了较大的发展，从最初的整体汇编程序语言到如今的C语言，各大企业相继推出了更强大性能的程序开发平台，使得程序语言在光照检测系统内部的工作效率更高，提升光照检测系统的效率。
光照检测系统的国内外发展现状
这些年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的依靠自己力量研究出，现如今已经取得了较为明显的成果，许多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在接下来一段时间，内地就可以将完全自主研发的光照检测系统推向市面并且进行批量生产。在这些高端光照检测系统关联产品中，内部的很多关键器件都需要进口，尤其是主控芯片部分，这些重要部分仍然需要国外提供，而国产芯片尽管在最近几年中进行了很多的研发，因为起步较晚，投入市场的国产芯片类别很少，而且很多是借鉴国外芯片进行复制，在性能上尚且无法和相同功能的进口芯片相媲美，这是现如今内地研发光照检测系统所面临的关键性难题。
本文主要研究内容
本课题的提出，旨在研发一款具有较高性能与此同时研发成本低廉的光照检测控制系统，所以选用了大量高性价比器件，通过AT89C51单片机、LCD1602液晶显示屏、ADC0832采样模块和光强检测器等的搭配，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项功能指标：
1、能够以较高显示效果将光照检测控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置模拟电压信号采集转换电路，能够在AT89C51单片机的控制下，实现对ADC0832模数转换器的控制，将模拟电压信号转换为8位二进制数字信号；
3、设计光敏传感器底层驱动电路，通过AT89C51单片机与光敏传感器的对接，实现对光线强度的高性能检测；
4、配置三基色LED灯光驱动电路，通过单片机输出PWM波来实现对每个颜色灯光的亮度调节；
方案设计及元器件选择
光照检测系统的方案设计
本文设计的这款光照检测控制系统拟将选用图中的系统结构，通过此框图实现对光照检测控制系统硬件框架的搭建，这其中AT89C51单片机将作为主控微处理器，这款光照检测控制系统的所有指标需求将在AT89C51单片机的控制下得以完成，LCD1602液晶显示电路、模拟电压采集电路和光敏传感器电路等电路模块按照图中的信号流动关系来与AT89C51单片机之间实现控制，并为AT89C51单片机提供外部信号。
光敏传感器模块是本系统的核心部件，它主要用于对周围环境光线进行吸收并转换为电信号，它能够将光照强度参数转换为内部半导体器件的阻抗参数并最终转换成模拟电压信号进行输出；
目录
一、 引言 1
（一） 光照检测系统的发展背景 1
（二） 光照检测系统的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 光照检测系统的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶屏幕简介 4
（四） ADC0832采样器简介 4
（五） 光敏传感器简介 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 最小系统电路设计 6
（二） 液晶显示电路设计 7
（三） 光照强度检测电路设计 7
（四） 三基色LED灯光驱动电路设计 8
四、 系统软件设计 10
（一） 光照检测系统的主程序流程设计 10
（二） 液晶显示子程序流程设计 10
（三） ADC0832驱动子程序流程设计 12
（四） 光线采集子程序设计 13
五、 实物制作与调试 15
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 元件列表 22
附录四 程序 23
引言
光照检测系统的发展背景
在光照检测系统的多年发展历程中，由八位微处理器当作主控核心的系统最为流行，较高的性价比使它赢得了大量的用户人群，内部使用了中低端的微处理器芯片来达成对各个性能的操控，在微型控制器外部构建了丰富的高性能芯片，使这种级别的系统最终能够发挥出较高的性能，而技术人员通 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
过使用低价格的硬件器材以及其他低成本花销，使得这类系统最后的价格获得较大程度压缩，和市面上的中高档次产品来说，具备更出色的竞争实力，虽然中高端产品在正常运行状态中呈现出来的功效要远远高于低档次产品，但是其高昂的售价其实不是大多数人所能够接受的，并且很大一部分用户并不是很追求特别高的工作精度，这一些关键的因素使得中低端的光照检测系统在过去很长时间内取得了霸主地位。只是受到当时科学电子技术发展水平的限制，使光照检测系统的性能和功能远不及当今市面上的关联产品，所以人们很快就将其雏形状态给遗忘。而在多年的发展历程中，纵览多款经典的光照检测控制系统，可以很清晰的发现不论电子技术的发展方向怎样，研发人员的研究中心都放在了如何提升光照检测系统的大致功能方面，在升级演变过程中，研发人员不断地将如今最新的技术通过编程代码植入到光照检测控制系统中，以此使光照检测系统逐渐呈现出了功能多样化和越来越突出的智能化，这类演变主要来自使用者的需求，尽管对使用需求来说，并没有本质上的改变，但是在人们对于纵向需求越来越苛刻，比如说光照检测系统的工作精度以及响应速度，用户想要获得更佳的使用体验，工程师就必须持续的将现如今最新的硬件器材、代码程序进行植入，使得光照检测系统的发展可以符合使用者。在光照检测系统发展过程中，当实现方法由模拟电子演变到数字电路之后，编程技术成了研究光照检测系统的必要技术，从一开始的MCS51内核到如今的最为流行的ARM内核，编程技术在此过程中亦经历了较大的发展，从最初的整体汇编程序语言到如今的C语言，各大企业相继推出了更强大性能的程序开发平台，使得程序语言在光照检测系统内部的工作效率更高，提升光照检测系统的效率。
光照检测系统的国内外发展现状
这些年来国家投入了大量的资金开始进行关键芯片的依靠自己力量研究出，现如今已经取得了较为明显的成果，许多新型研发结构和片商亦参与其中，相信在接下来一段时间，内地就可以将完全自主研发的光照检测系统推向市面并且进行批量生产。在这些高端光照检测系统关联产品中，内部的很多关键器件都需要进口，尤其是主控芯片部分，这些重要部分仍然需要国外提供，而国产芯片尽管在最近几年中进行了很多的研发，因为起步较晚，投入市场的国产芯片类别很少，而且很多是借鉴国外芯片进行复制，在性能上尚且无法和相同功能的进口芯片相媲美，这是现如今内地研发光照检测系统所面临的关键性难题。
本文主要研究内容
本课题的提出，旨在研发一款具有较高性能与此同时研发成本低廉的光照检测控制系统，所以选用了大量高性价比器件，通过AT89C51单片机、LCD1602液晶显示屏、ADC0832采样模块和光强检测器等的搭配，实现各项预期功能指标，下列为本课题将要实现的各项功能指标：
1、能够以较高显示效果将光照检测控制系统中采集到的数据显示给用户，实现课题预期指标中的显示指标；
2、配置模拟电压信号采集转换电路，能够在AT89C51单片机的控制下，实现对ADC0832模数转换器的控制，将模拟电压信号转换为8位二进制数字信号；
3、设计光敏传感器底层驱动电路，通过AT89C51单片机与光敏传感器的对接，实现对光线强度的高性能检测；
4、配置三基色LED灯光驱动电路，通过单片机输出PWM波来实现对每个颜色灯光的亮度调节；
方案设计及元器件选择
光照检测系统的方案设计
本文设计的这款光照检测控制系统拟将选用图中的系统结构，通过此框图实现对光照检测控制系统硬件框架的搭建，这其中AT89C51单片机将作为主控微处理器，这款光照检测控制系统的所有指标需求将在AT89C51单片机的控制下得以完成，LCD1602液晶显示电路、模拟电压采集电路和光敏传感器电路等电路模块按照图中的信号流动关系来与AT89C51单片机之间实现控制，并为AT89C51单片机提供外部信号。
光敏传感器模块是本系统的核心部件，它主要用于对周围环境光线进行吸收并转换为电信号，它能够将光照强度参数转换为内部半导体器件的阻抗参数并最终转换成模拟电压信号进行输出；
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