基于单片机的光照度传感器设计-毕业设计(3)

2019-06-05 11:54

电源电路的主要作用是为整个电路的工作运行提供能源,使电路可以正常运行。一般人们日常生活用到的电路有:半波整流、全波整流和桥式整流电路等。本设计采用USB供电,可降低设计的难度以及增加其实用性。

光控电路它是用外来的光源来控制电路的设备。其作用是把外来送入的光源转换电信号,从而用这种信号去控制所需要的电器设备。常用的电路有:发光器件电路、光敏器件电路和光电显示器件电路。而常用的光控电路使用的光敏器件电路为主要的光控电路部分。

光敏电阻用来感应入射光的强度变化,将光敏电阻与一定值电阻串联接入电路,当外界光照强度发生变化时引起光敏电阻值的变化,从而影响其与定值电阻的分压情况,因此电路中各点的电压值就会发生变化,用AD转化芯片检测电路中电压的变化从而可推测出入射光强度的变化。

A/D转换电路用来进行模拟信号向数字信号的转换,便于数据的运算处理,可选用的芯片范围较广,本设计选用ADC0832芯片作为A/D转换芯片,此模块将测量到的信号进行A/D转换后将结果输出到下一模块进行处理。

信号处理模块的作用是对于A/D转换模块输出的数据进行运算处理,并将结果显示于LCD液晶屏上,本设计采用AT89C51作为中央处理芯片,其电路设计简便实用。

LCD显示模块是将整个设计的检测结果显示出来,让人们可以直观的看到光照强度的变化情况。

第二节 芯片型号选择

一、 AT89C51芯片

MCS-51系列单片机是8位增强型,拥有完善的外部并行总线和多级识别功能的串行通讯接口,使功能单元SFR控制模式和适应特点的处理系统和指令系统更加规范。此类单片机主要由几下几种类型:如8051、8031、80C51等。51单片机具有使用灵活、易于开发、而且体积小、抗干扰能力强等特点,本设计出于对实用性和经济性的考虑选择AT89C51作为中央处理器。

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AT89C51具有4K字节的Flash闪存以及128字节的RAM,32个I/O 口线,两个16位定时/计数器,两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路等主要结构构成。其内部结构框图如图2.2所示:

图2.2 AT89C51的内部结构框图

外形及引脚排列如图2.3所示:

图2.3 AT89C51封装格式

二、 LCD1602芯片

1602是一种可以用来显示字符数字等的点阵液晶,它主要由若干个点阵字符组成,基中每个点阵可以显示一个字符。

一般1602字符型液晶显示器实物如图2.4所示:

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图2.4 1602字符型液晶显示器实物图 1602LCD的接口主要分为14脚(无背光)和16脚(带背光),基中各引脚功能说明如表2.1所示: 表2.1 引脚接口说明表 编号 1 2 3 4 5 6 符号 VSS VDD VL RS R/W E 引脚说明 电源地 电源正极 偏压 数据/命令选择 读/写选择 使能 编号 9 10 11 12 13 14 符号 D2 D3 D4 D5 D6 D7 引脚说明 数据 数据 数据 数据 数据 数据 9

7 8 D0 D1 数据 数据 15 16 BLA BLK 背光电源 背光接地 读写操作时序如图2.5和2.6所示: 图2.5 读操作时序 图2.6 写操作时序

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第三章 A/D转换原理与实现

第一节 A/D转换工作原理

模拟信号的数字化需要三个步骤:抽样、量化和编码。抽样是指每隔一定的时间对时间上连续的模拟信号进行数据采集,用采集到的离散值代替原连续数据。量化是指用有限个幅度值代替原来连续变化的幅度值,把采集到的离散数据规一量化。编码则是将采集到的离散量按照一定的规律,用二进制数字表示。

A/D转换器的原理有直接转换法和间接转换法两大类。直接法是通过一套基准电压与取样保持电压进行比较,从而直接将模拟量转换成数字量。它具有高速度,高效率和高精确度等特点。直接A/D转换器有计数型、逐次比较型、并行比较型等。并行比较型工作原理如图3.1所示:

ui 11UREF15UREF 13UREF15 R C - 6+ C - 5+ C - 4+ C - 3+ C - 2+ C - 1+ C - 0+ CP 1D C1 FF7 1D C1 FF6 1D C1 FF5 1D C1 FF4 1D C1 FF3 1D C1 FF2 1D C1 FF1 寄存器 & & d0 & & & d2 R 9UREF15 R 7UREF15 R 5UREF15& d1 R 3UREF15 R 1UREF15 R 编码器 R/2 电压比较器 图3.1 并行比较弄A/D转换器工作原理

并行比较型A/D转换器有如下特点:

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