【文章內(nèi)容簡介】 阻的缺點之一。所以在自動控制中光敏電阻常用作開關(guān)量的光電傳感器。方案2：光敏二極管光敏二極管的伏安特性相當(dāng)于向下平移了的普通二極管，光敏二極管的伏安特性如圖26所示。但光敏三極管的光電流比同類型的光敏二極管大好幾十倍，零偏壓時，光敏二極管有光電流輸出，而光敏三極管則無光電流輸出。原因是它們都能產(chǎn)生光生電動勢，只因光電三極管的集電結(jié)在無反向偏壓時沒有放大作用，所以此時沒有電流輸出（或僅有很小的漏電流）。 圖26 光敏二極管的伏安特性曲線 圖27 光敏二極管的光照特性曲線光敏二極管的光照特性亦呈良好線性，這是由于它的電流靈敏度一般為常數(shù)。而光敏三極管在弱光時靈敏度低些，在強(qiáng)光時則有飽和現(xiàn)象，這是由于電流放大倍數(shù)的非線性所至，對弱信號的檢測不利。故一般在作線性檢測元件時，可選擇光敏二極管而不能用光敏三極管。比較光敏二極管和光敏電阻的光照特性可知，光敏二極管的光照特性線性度非常好，而光敏電阻非線性非常差，開關(guān)特性比較好。由此可見，如果是做光照開關(guān)使用，光敏電阻擁有更好的效果；如果是用作關(guān)照檢測元件，光敏電阻效果更好，良好的線性對于數(shù)據(jù)的讀取和處理都很方便。綜上所述，我們選擇光敏電阻作為光照度檢測元件。第3章 硬件設(shè)計（模塊）介紹光敏二極管也叫光電二極管。光敏二極管與半導(dǎo)體二極管在結(jié)構(gòu)上是類似的,其管芯是一個具有光敏特征的PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦?，因此工作時需加上反向電壓。無光照時,有很小的飽和反向漏電流,即暗電流，此時光敏二極管截止。當(dāng)受到光照時,飽和反向漏電流大大增加，形成光電流,它隨入射光強(qiáng)度的變化而變化。當(dāng)光線照射PN結(jié)時，可以使PN結(jié)中產(chǎn)生電子一空穴對，使少數(shù)載流子的密度增加。這些載流子在反向電壓下漂移，使反向電流增 加。因此可以利用光照強(qiáng)弱來改變電路中的電流。常見的有2CU、2DU等系列。光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時也受光輻射的控制。 通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。當(dāng)具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個放大了相當(dāng)于β倍的信號電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。 ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片 ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。 圖28 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 （1）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)如圖8，由圖8可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 （2）．ADC0809引腳結(jié)構(gòu)圖31 ADC0809引腳圖ADC0809各腳功能如下：D7……D0：8位數(shù)字量輸出引腳。IN0……IN7：8位模擬量輸入引腳。VCC：+5V工作電壓。GND：地。REF（+）：參考電壓正端。REF（……）：參考電壓負(fù)端。START：A/D轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。ALE：地址鎖存允許信號輸入端。（以上兩種信號用于啟動A/D轉(zhuǎn)換）.EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。OE：輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。CLK：時鐘信號輸入端（一般為500KHz）。A、B、C：地址輸入線。（3）ADC0809應(yīng)用說明ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連；初始化時，使ST和OE信號全為低電平；送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上；在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號；是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷；當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 AT89C52單片機(jī)芯片AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS……51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。AT89C52為8 位通用微處理器，采用工業(yè)標(biāo) 準(zhǔn)的C51內(nèi)核，在內(nèi)部功能及管腳排布上與通用的8xc52 相同，其主要用于會聚調(diào)整時的功能控制。功能包括對會聚主IC 內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)RAM及外部接口等功能部件的初始化，會聚調(diào)整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號IR的接收解碼及與主板CPU通信等。主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。 圖32 AT89C52外觀和引腳圖 MAX232 TTL轉(zhuǎn)串口電平芯片MAX232芯片是美信（MAXIM）公司專為RS……232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5v單電源供電。MAX220–MAX249系列線驅(qū)動器/接收器，專EIA/TIA……，尤其是無法提供177。12V電源的應(yīng)用。這些器件特別適合電池供電系統(tǒng)，這是由于其低功耗關(guān)斷模式可以將功耗減小到5uW以內(nèi)。MAX225，MAXX233，MAX235以及MAX245/MAX246/MAX247不需要外部元件，推薦用于印刷電路板面積有限的應(yīng)用。、大電流達(dá)林頓陳列—ULN2003 ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓陳列，由七個硅NPN 達(dá)林頓管組成。ULN2003 的基極電阻,在5V 的工作電壓下它能與TTL 和CMOS 電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。 圖33 達(dá)林頓陳列—ULN2003ULN2003 工作電壓高，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時承受50V 的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運行。 硬件電路的設(shè)計 時鐘電路的設(shè)計時鐘電路就是產(chǎn)生象時鐘一樣準(zhǔn)確的振蕩電路。任何工作都按時間順序。用于產(chǎn)生這個時間的電路就是時鐘電路。時鐘電路一般由晶體振蕩器、晶震控制芯片和電容組成。AT89C52單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有一個翻身相放大器所構(gòu)成的震蕩器，XTAL1和XTAL2分別為振蕩電路的輸入端和 圖34 時鐘電路 輸出端，時鐘可以有內(nèi)部或外部產(chǎn)生。內(nèi)部時鐘電路是在XTAL1和XTAL2引腳上外界定時元件，內(nèi)部震蕩電路就產(chǎn)生自己震蕩，定時元件通常采用四應(yīng)警惕和電容組成的并聯(lián)諧振回路（如下圖）。，電容取值為5pf到30pf，電容可以對頻率起微調(diào)的作用。 復(fù)位電路設(shè)計復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。為確保微機(jī)系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V177。5%，～。由于微機(jī)電路是時序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時鐘信號，因此在電源上電時，復(fù)位信號才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。單片機(jī)在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號是從RST引腳輸入 圖35 51單片機(jī)復(fù)位電路到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機(jī)器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 顯示電路設(shè)計 顯示電路是有六個八段共陰極數(shù)碼管和兩個74hc573八位鎖存器組成，鎖存器的功能是實現(xiàn)當(dāng)對應(yīng)端口需要另作他用時可以讓數(shù)碼管的顯示不變化。圖36 八段數(shù)碼管顯示電路設(shè)計 光照度傳感電路設(shè)計圖37 光照度傳感電路 RS232通信電路設(shè)計 Max232芯片能實現(xiàn)單片機(jī)5vttl電平與pc機(jī)12v串口標(biāo)準(zhǔn)電平的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)pc機(jī)串口與單片機(jī)串口TXD/，RXD/，如下圖，電容選擇104能保證電路的穩(wěn)定性，兩個指示燈能直觀的反映數(shù)據(jù)是否傳送。圖38 RS232通信電路 ULN2003驅(qū)動電路設(shè)計Uln2003能提供更大的輸出電流驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運轉(zhuǎn)圖39 ULN2003驅(qū)動電路設(shè)計 見附錄第4章 系統(tǒng)軟件方案的設(shè)計 MSCOMM控件簡介 ，它允許建立串口連接，可以連接到其他通信設(shè)備（如Modem）．還可以發(fā)送命令、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及監(jiān)視和響應(yīng)在通信過程中可能發(fā)生的各種錯誤和事件，從而可以用它創(chuàng)建全雙工 、事件驅(qū)動的、高效實用的通信程序。但在實際通信軟件設(shè)計過程中，MSComm控件并非像想像中那樣完美和容易控制．特別是在中文Wln95／98下通信時更會出現(xiàn)問題。下面就從基礎(chǔ)開始介紹，然后逐步討淪MSComm控件在編程中出現(xiàn)的問題以及編程技巧。一般悅來，計算機(jī)都有一個或多個串行端口，它們依次為Com…，這些串口還提供了外部設(shè)備與PC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道。這些串口在CPU和外設(shè)之間充當(dāng)解釋器的角色。當(dāng)字符數(shù)據(jù)從CPU發(fā)送給外設(shè)時，這些字符數(shù)據(jù)將被轉(zhuǎn)換成串行比特流數(shù)據(jù)；當(dāng)接收數(shù)據(jù)時，比特流數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為字符數(shù)據(jù)傳遞給圖41 MSCOMM控件的添加CPU，再進(jìn)一步說，在操作系統(tǒng)方面，Windows用通信驅(qū)動程序（）調(diào)用API函數(shù)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，當(dāng)用通信控件或聲明調(diào)用API函數(shù)時，它門由COMM. DRV解釋并傳遞給設(shè)備驅(qū)動程序，作為一個VB程序員，要編寫通信程序．只需知道通信控件提供給Windows通信AP1函數(shù)的接口即可．換句話說，只需設(shè)定和監(jiān)視通信控件的屬性和事件即可。工具箱中沒有msm控件，需要在部件中添加，添加時在工具箱上面點擊右鍵選擇部件選項卡，如下圖： winsock控件簡介 Winsock控件建立在TCP、UDP協(xié)議的基礎(chǔ)上，完成與遠(yuǎn)程計算機(jī)的通信。即使對TCP/IP不太熟悉的用戶，使用該控件也可以在十幾分鐘內(nèi)創(chuàng)建一個簡單的客戶機(jī)/服務(wù)器程序。下面我們對Winsock控件的事件、方法、屬性按其在程序中出現(xiàn)的順序分別作詳細(xì)的介紹，以便更好地理解程序源代碼。 服務(wù)器程序的實現(xiàn)過程是：（1）服務(wù)器程序必須設(shè)置好LocalPort屬性，作為偵聽端口，該值為一個整數(shù)（只要是一個其它TCP/IP應(yīng)用程序沒有使用過的值即可）。（2）使用Listen方法進(jìn)入偵聽狀態(tài)，等待客戶機(jī)程序的連接請求。（3）客戶機(jī)程序發(fā)出連接請求，使服務(wù)器程序產(chǎn)生ConnectionRequest事件，該事件得到一個參數(shù)requestID。（4）服務(wù)器程序用Accept方法接受客戶機(jī)程序的requestID請求。這樣，服務(wù)器程序就可以用SendData方法發(fā)送數(shù)據(jù)了。Accept方法必須用上一步得到的requestID作為其參數(shù)。（5）當(dāng)服務(wù)器程序接收到數(shù)據(jù)時，產(chǎn)生DataArrival事件，參數(shù)BytesTotal包含接收到的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)。在該事件中，可以用GetData方法接收數(shù)據(jù)。（6）如果接受到Close事件，則用Close方法關(guān)閉TCP/IP連接。 客戶機(jī)程序的實現(xiàn)過程是：（1）客戶程序設(shè)置Remotehost屬性，以便指定運行服務(wù)器程序的主機(jī) 名，該字符串可在“控制面板|網(wǎng)絡(luò)|標(biāo)識|計算機(jī)名”中查到。 （2）設(shè)置RemotePort屬性,以便指定服務(wù)器程序的偵聽端口。（3）使用Connect方法，向服務(wù)器提出連接請求。（4）服務(wù)器接受客戶機(jī)程序的請求，客戶機(jī)程序產(chǎn)生Connect事件，就可以用SendData方法發(fā)送數(shù)據(jù)了。（5）當(dāng)客戶機(jī)程序接收到數(shù)據(jù)時，產(chǎn)生DataArr