【正文】 相放大器的兩個輸入端和輸出端。為了便于電路的 運(yùn)行調(diào)試， 其復(fù)位電路選 用按鍵復(fù)位方式。 RST 復(fù)位時間要求為 10ms，因此在選擇晶振進(jìn)，應(yīng)考慮到對其復(fù)位電路的影響，選擇的適當(dāng)?shù)木д耦l率。 無論如何人的 動作再快 ， 也會使按鈕保持達(dá)十毫秒，所以，完全 可以 滿足復(fù)位的時間要求。當(dāng)系統(tǒng)正常工作 ，且 振蕩器 穩(wěn)定后， 此時 如果 RST 引腳上有一個高電平 輸入， 并維持 2 個機(jī)器周期以上 時 ，則 CPU 就 便 將系統(tǒng)復(fù)位。5% ，即 為 ～ 。各端口的主要 功能項(xiàng)見表 。 Vcc/REF 電源。 GND 接地 。單次積分型和 雙積分型等 都屬于間接 A/D 轉(zhuǎn)換器 。且轉(zhuǎn)換精度還受分壓網(wǎng)絡(luò)和電壓比較器靈敏度的限制。 amp。 amp。直接法是通過一套基準(zhǔn)電壓與取樣保持電壓進(jìn)行比較 ，從而直接將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。抽樣是指 每隔一定的時間對時間上連續(xù)的模擬信號進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，用采集到的離散值代替原連續(xù)數(shù)據(jù)。 51 單片機(jī)具有使用靈活、易于開發(fā)、而且體積小、抗干擾能力強(qiáng) 等特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)出于對實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇 AT89C51 作為中央處理器。 信號處理模塊的作用是對于 A/D 轉(zhuǎn)換模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理， 并將結(jié)果顯示于 LCD 液晶屏上，本設(shè)計(jì)采用 AT89C51 作為中央處理芯片，其電路設(shè)計(jì)簡便實(shí)用。常用的電路有：發(fā)光器件電路、光敏器件電路和光電顯示器件電路。一般人們?nèi)粘Ｉ钣玫降碾娐酚校喊氩ㄕ?、全波整流和橋式整流電路等? 4. 智能化 智能化是傳感器發(fā)展的必然趨勢，它不僅可以達(dá)到檢測信息的功能，并可對信息進(jìn)行有效的運(yùn)算處理，是傳感器發(fā)展史上的一次質(zhì)的飛越，使實(shí)現(xiàn)人功智能成為了可能，在宇宙航天、醫(yī)學(xué)等方面 發(fā)揮了重要的作用 。 小型化 很多場合要對傳 感器的大小尺寸有嚴(yán)格的要求，其尺寸要盡可能的小才能達(dá)到要求。另外近年來， IT 行業(yè)的飛速發(fā)展，使得傳感器的技術(shù)要求越來越高，工業(yè)自動化的程度也越來越高，傳感器也逐漸發(fā)揮出越來越大的作用。 除此之外，光開關(guān)還 廣泛用于自動化控制，如火焰探測器，民用的光控照明燈電路等。 光控電路它是用外來的光源來控制電路的設(shè)備。光電特性曲線如圖 所示： 圖 光敏電阻特性曲線 四、 光敏傳感器的應(yīng)用 光敏傳感器阻值隨著光照強(qiáng)度的變化而變化，因此光照強(qiáng)度這一比較抽象而難以測量 的物理量可以通過光敏傳感器進(jìn)行簡單有效的測量，因此感光特性，在現(xiàn)代社會中有著廣泛的應(yīng)用。光敏電阻的符號 如圖 所示 。流明 為 光通量的單位。 轉(zhuǎn)換電路：將轉(zhuǎn)換元件輸出的 電路參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理，轉(zhuǎn)換成 數(shù)字量 輸出。 除此之外，使用條件、使用環(huán)境、使用要求等 也可作為傳感器的特性描述。 二、傳感器的特性 傳感器的輸入與輸出的關(guān)系，稱為傳感器的特性，一般情況下包括 靜態(tài)與動態(tài)兩種。 由此不難發(fā)現(xiàn)，傳感器技術(shù)的發(fā)展對于經(jīng)濟(jì)社會， 基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展有著很大的推動作用，是各行業(yè)不可缺少的最基本部分。 除此之外，傳感器技術(shù)對于物質(zhì)認(rèn)識的深化，能源開拓等新技術(shù)有著重要的引導(dǎo)作用，為這類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)上的可能性。 首先要準(zhǔn)確可靠的獲取信息才能對其進(jìn)行運(yùn)算處理，傳感器就可以方便的解決這一問題。具體方法是將光敏電阻與一定值電阻串聯(lián)接入電路，光照強(qiáng)度的變化會引起光敏電阻阻值的變化，從而影響電路電流及電壓值的分布， 將模擬電壓通過 ADC0804 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字電壓，通過 VC 語言編程，將其集于單片機(jī) AT89C51 中進(jìn)行處理 ，并將其通過液晶屏顯示出來。因此，了解并掌握各類傳感器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特性是非常重要的。傳感器技術(shù)對于一個國家的科學(xué)發(fā)展水平有著重大的決定性作用 。該設(shè)計(jì)可分為三部分：即光照檢測部分、信號處理部分、光強(qiáng)顯示部分。 the incident light weak, resistance increased). The project can be divided into three parts: testing part, processing part and displaying part. The concrete methods is taking a photoconductive resistance and a certain value resistor in a series access circuit, the tolerance of the photoconductive resistance changes when the light intensity changes then the voltage changes. We use the ADC0832 to transform the analog signals to digital signals and using AT89C51 to processing the data through programming with Visual C, then display the result through LCD screen. The design has a simple circuit structure, relatively low cost and we can easily know the change of th light intensity through the change of the tolerance of the photoconductive resistance. 【 Key words】 Light intensity Sensor A/D conversion Microcontroller 重慶郵電大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 前 言 …………………………………………………………………………………… 1 第一章 傳感器相關(guān)知識介紹 …………………………………………………………… 2 第一節(jié) 傳感器概述 …………………………………………………………………… 2 第 二 節(jié) 光敏傳感器 …………………………………………………………………… 3 第 三 節(jié) 傳感器的發(fā)展 …………………………………… …………………………… 6 第二章 整體框架設(shè)計(jì) …………………………………………………………… .7 第一節(jié) 硬件 框架設(shè)計(jì) ………………… …………………………………………… 7 第 二 節(jié) 芯片型號選擇 ……… ……… ……… ……………………………………… 8 第三章 A/D 轉(zhuǎn)換原理與實(shí)現(xiàn) ………………………………………………………… 11 第一節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換工作原理 ………………………………………………………… 14 第 二 節(jié) ADC0832 芯片簡介 ……………………………………………………… 17 第四章 硬件電路與程序 設(shè)計(jì) ………………………………………………………… 21 第 一 節(jié) 復(fù)位電路模塊設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 21 第 二 節(jié) 時鐘電路模塊設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 22 第 三 節(jié) A/D 轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 25 第 四 節(jié) LCD 顯示模塊設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 27 第五章 硬件仿真實(shí)驗(yàn) ………………………………………………………………… 30 結(jié) 論 ………………………………………………………………………………… 31 致 謝 ………………………………………………………………………………… 32 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………… 33 附 錄 ………………………………………………………………………………… 34 一、英文原文 …………………………………………………………………………… 34 二、英文翻譯 …………………………………………………………………………… 39 三、 硬件電路圖 ………………………………………………………………………… 43 四、源程序 ………………… …………………………………………………………… 44 1 前 言 人們通過感覺器獲官得各種信息 ， 然而對于自然規(guī)律和各種學(xué)科產(chǎn)業(yè)的研究開發(fā)，人們自身的器就力不能及了，因此傳感器應(yīng)運(yùn)而生，主要就是為了解決這些人們自身器官所解決不了的問題的。對于許多新 興的 領(lǐng)域的學(xué)科研究 ： 比如 在 對上遠(yuǎn)距離宏觀 宇宙的觀察，微觀上對粒子世界的研究； 對于千萬年前天體運(yùn)行演化的研究 ，以及對及時事件的瞬間反應(yīng)。因此， 傳感器技術(shù)的不斷創(chuàng)新會為一些其他領(lǐng)域的發(fā)展打開一記扇新的大門。它是自動檢測與控制中 的核心部分，其功能不可替代。 一般來說， 可以用微分方程式來描述這種關(guān)系，當(dāng)微分方程中只 有零階方程不為零時，便可得到其靜態(tài)特性， 因此傳感器的靜特性是其動特性的一個特例。 轉(zhuǎn)換元件：負(fù)責(zé)接收敏感元件的輸出，并將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電路參數(shù)。被光 線 均勻照射的物體，在 1 平方米上 得 到 的光通量是 1 流明時， 此時 的照度是 1 勒克斯。 三、光敏電阻的結(jié)構(gòu)與原理 光敏電阻器的工作原理是內(nèi)光電效應(yīng)，它是利用光電效應(yīng)制作而成的一類特殊電阻，其阻值隨入射光的強(qiáng)度變化而變化： 入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。 光電特性是指在光敏電阻兩級電壓固定不變時，光照度與電阻及電流間的關(guān)系。而常用的聲控電路使用的是聲波控制電路為主要的聲控電路部分。而常用的光控電路使用的光敏器件電路為主要的光控電路部分。 傳感器的運(yùn)用范圍很廣，因此所涉及到的知識也很廣，與各個學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展都有密切的關(guān)系。因此為滿足測量的需要，必須要研制出相應(yīng)的高精度的傳感器。 數(shù)字化 傳感器的最終目的是實(shí)現(xiàn)信號的數(shù)字化，便于運(yùn)算處理，因此數(shù)字化顯得尤為重要，數(shù)字化傳感器可直接與計(jì)算機(jī)相聯(lián)，對于外界信息進(jìn)行 數(shù)字化的運(yùn)算處理。其整體設(shè)計(jì)思路如下圖 所 示： 3 圖 整體設(shè)計(jì)框圖 光敏電阻 AD轉(zhuǎn)換 信號處理 LED顯示 7 電源電路 的主要作用是為整個電路的工作運(yùn)行提供能源，使電路可以正常運(yùn)行。其作用是把外來送入的光源轉(zhuǎn)換電信號，從而用這種信號去控制所需要的電器設(shè)備。 A/D 轉(zhuǎn)換電路用來進(jìn)行模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換，便于數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理，可選用的芯片范圍較廣，本設(shè)計(jì)選用 ADC0832 芯片作為 A/D 轉(zhuǎn)換芯片，此模塊將測量到的信號進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后將結(jié)果輸出到下一模塊進(jìn)行處理。 此類單片機(jī)主要由幾下幾種類型 ：如 805 803 80C51 等 。 一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 所示 ： 9 圖 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖 1602LCD 的接口主要分為 14 腳（無背光） 和 16 腳（帶背光） ， 基中 各引腳 功能 說明如表 所示 : 表 引腳接口說明表 編號 符號 引腳說明 編號 符號 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能 14 D7 數(shù)據(jù) 10 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光 電源 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光 接地 讀寫操作時序如圖 和 所示： 圖 讀操作時序 圖 寫操作時序 11 第三章 A/D 轉(zhuǎn)換原理與實(shí)現(xiàn) 第一節(jié) A/D轉(zhuǎn)換工 作原理 模擬 信號的數(shù)字化需要三個步驟：抽樣、量化和編碼。 A/D 轉(zhuǎn)換器 的原理 有直接轉(zhuǎn)換法和間接轉(zhuǎn)換法兩大類。 并行比較型工作原理如圖 所示 ： 圖 并行比較弄 A/D 轉(zhuǎn)換器工作原理 R － + C5 － + C6 － + C4 － + C3 － + C2 － + C1 － + C0 1D C 1 1D C 1 1D C 1 1D C 1 1D C 1 1D C 1 1D C 1 amp。 amp。 缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，對于一個 n 位二進(jìn)制輸出的并行比較型 A/D 轉(zhuǎn)換器，需２ n 1個電壓比較器和 2n 1 個觸發(fā)器，編碼電路 也隨 n 的增大變得相當(dāng)復(fù)雜。 具有速度低，精度高，搞干擾等特點(diǎn)。 CH1 模擬輸入通道 1。 CLK 時鐘輸入 端 。與此同時， CLK端接收時鐘信號，芯片在時鐘信號與指令的控制下進(jìn)行 A/D的采集與轉(zhuǎn)換工作。一般微 型 電路正常工作 時， 需要供電電源為 5V177。 89 系列 的 單片機(jī) ， 復(fù)位