基于单片机的照度计设计

淋幕机
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1 引言
光是人类生存的基础,过强或是过弱的光线都会造成或多或少的影响。统计资料显示,需要光照条件的夜间劳动出现的事故大约有30%是因为光线不足导致的。例如体育场的光照条件都需要严格的要求,光照过强或过暗都会不利于比赛的进行。又如在农业生产的大棚中,光照强度的合理控制是决定生产产量的重要因素[1]。目前市场上常见的照度测量设备一般成本都比较高。本设计提出了一种采用单片为核心机的照度计设计,结合照度传感器BH1750、LCD1602、蜂鸣器、按键灯等器件,设计出一款容易操作,价格低廉,应用范围广的实时光照度测量仪器。
2 系统总体设计方案及硬件电路
2.1 总体结构设计
系统以AT89C51单片机为控制系统的中央处理器,结合传感器电路,前置放大电路、模数转化电路,单片机最小系统,以及按键电路、报警电路、液晶显示电路组成,传感器将采集的数据经前置电路[2]
的放大经A/D转换后由单片机处理,单片机经标度变换,显示当前环境下的照度值。系统框图如图1所示。
2.2 光电传感器及接口电路
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BH1750FVI 是一款采用串行总线接口[3]
,内部具有16位AD转换芯片,并可以直接输出数字信号的光电传感器,结合微型控制器就可以实现数据的传输,光照度测量范围在1-65535lx之间,误差变
动范围小。BH1750FVI传感器与单片机之间通过IIC通信协议进行数据传输,SDA,SCL引脚分别通过上拉电阻之后连接单片机的P35,P36引脚,51单片机本身没有IIC接口电路,必须通过程序来实现IIC工作时序,接口电路如图2所示。
2.3 单片机最小系统
设计采用AT89C51单片机,工作电源为+5V,采用内部时钟方式为系统提供时钟信号,时钟电路通常由晶振和电容组成,用来产生单片机工作时所需要的时钟信号,设计中采用的起振频率是12MHz,并采用上电复位方式。
2.4 显示方式的选择
液晶显示经常被用作人机交互的智能电子仪器上对数字、字母和图形符号[4-5] 等信息进行显示。设计中用来显示实测照度值以及设定的上下限阈值,因此需选择有2行或2行以上的LCD显示器,LCD1602显示屏D0~D7接口分别接单片机P0口,并连接4.7K的排阻增大驱动电流,4引脚RS接单片机P2.5,进行寄存器的选择,5引脚接单片机P2.6,进行读写控制,当RW置高时,数据读到D0~D7,当RW为低电平时,数据从D0~D7写出,6引脚通过单片机P2.7驱动。显示接口电路如图3所示。
2.5 报警电路的设计
本设计采用蜂鸣器以及二极管进行声光报警提示,在蜂鸣器驱动电路中由于单片机输出电流比较小,需要采用三极管进行信号的放大。当达到报警上限时红LED灯亮、蜂鸣器报警;当达到报警下限时黄LED灯亮、蜂鸣器报警。
3 系统程序设计
主程序是控制单片机系统按预定操作方式运转的程序,它负责组织调用各子程序模块,本设计包括IIC通信子程序、显示子程序、按
收稿日期:2017-10-25
作者简介:桂彩云(1985—),女,陕西商洛人,硕士研究生,讲师,主要研究方向:测试信号处理。
基于单片机的照度计设计
桂彩云  朱闪闪
(榆林学院,陕西榆林  719000)
巴特沃斯滤波器卡门涡街效应摘要:日常生产生活中经常需要对光源的照度进行测量。本文设计一种基于单片机的照度计,采用了GY-30型号的BH1750光电传感器来测量外部光照,以AT89C51单片机为系统控制核心,1602液晶显示测量数据,报警电路实现光电阈值报警。通过实测数据对比及误差分析,表明该系统具备高精度、高时效测量光照度的功能,测量精度可达1lx。
关键词:照度计;
光电传感器;液晶显示;
实验测试
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中图分类号:
TP216文献标识码:
A 文章编号:
全方位接触
1007-9416(2017)10-0023-02
图1  系统结构框图
图2  BH1750FVI 接口电路
图3  显示接口电路

本文发布于:2024-09-25 12:26:15,感谢您对本站的认可!

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