基于單片機的光控電路含放大器和ad轉換(編輯修改稿)
2025-07-24 19:18 本頁面
【文章內容簡介】 、微波爐、電冰箱、電飯煲以及各種視聽設備等。 （2）辦公自動化設備：現代辦公室使用的大量通信和辦公設備多數嵌入了單片機。如打印機、復印機、傳真機、繪圖機、考勤機、電話以及通用計算機中的鍵盤譯碼、磁盤驅動等。 （3）商業(yè)營銷設備：在商業(yè)營銷系統(tǒng)中已廣泛使用的電子秤、收款機、條形碼閱讀器、IC卡刷卡機、出租車計價器以及倉儲安全監(jiān)測系統(tǒng)、商場保安系統(tǒng)、空氣調節(jié)系統(tǒng)、冷凍保險系統(tǒng)等都采用了單片機控制。 （4）工業(yè)自動化控制：工業(yè)自動化控制是最早采用單片機控制的領域之一。如各種測控系統(tǒng)、過程控制、機電一體化、PLC等。在化工、建筑、冶金等各種工業(yè)領域都要用到單片機控制。 （5）智能化儀表：采用單片機的智能化儀表大大提升了儀表的檔次，強化了功能。如數據處理和存儲、故障診斷、聯網集控等。 （6）智能化通信產品：最突出的是手機，當然手機內的芯片屬專用型單片機。 （7）汽車電子產品：現代汽車的集中顯示系統(tǒng)、動力監(jiān)測控制系統(tǒng)、自動駕駛系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和運行監(jiān)視器（黑匣子）等都離不開單片機。 （8）航空航天系統(tǒng)和國防軍事、尖端武器等領域：單片機的應用更是不言而喻。 單片機應用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經濟效益，更重要的意義在于，單片機的應用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設計思想和設計方法。以前采用硬件電路實現的大部分控制功能，正在用單片機通過軟件方法來實現。以前自動控制中的PID調節(jié)，現在可以用單片機實現具有智能化的數字計算控制、模糊控制和自適應控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術稱為微控技術。隨著單片機應用的推廣，微控制技術將不斷發(fā)展完善。 單片機的發(fā)展趨勢隨著微電子技術和集成電路技術的迅速發(fā)展，目前各個公司研制出了能夠適用于各種領域的單片機。高性能單片機芯片市場也異?；钴S，采用新技術，使單片機的種類、性能不斷提高，應用領域迅速擴大[4]。單片機的改進和發(fā)展歸納起來有以下幾個方面：（1）CPU的改進：現在CPU開始采用雙CPU結構，提高了芯片的處理能力。（2）存儲器的發(fā)展：增大了片內存儲器容量；片內采用EEPROM和Flash可在線編程，讀/寫更方便；采用了編程加密技術。（3）內部資源增多：片內資源越豐富，產品的體積就越小，可靠性就越高。（4）I/O接口形式增多，性能提高。（5）引腳的多功能化：單片機現在普遍采用管腳復用的設計方案。（6）低電壓和低功耗：單片機制造時普遍采用CMOS工藝。4 硬件電路設計 AT89c51簡介MCS51系列單片機是由美國的Intel公司開發(fā)研制，并于1980年推出的產品。與MCS48系列單片機相比，其以典型的體系結構和完善的專用寄存器集中管理方式，方便的邏輯位操作功能及豐富的指令系統(tǒng)[5]，堪稱一代“名機”，為之后的其他單片機的發(fā)展奠定了基礎。因此，MCS51系列單片機結構先進，功能強大，增加了更多的電路單元和功能模塊，指令數達111條。其中的代表作便是AT89C5x系列單片機，而本文所用的便是AT89C51單片機?，F簡要介紹如下： 1. 中斷系統(tǒng)8051具備較完善的中斷功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。2. 時鐘電路8051內置最高頻率達12MHz的時鐘電路，用于產生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。 光敏電阻介紹光敏電阻是一種特殊的電阻，其阻值隨著光線強度的變化而變化。其工作原理是基于內光電效應。在半導體光敏材料兩端裝上電極引線，將其封裝在帶有透明窗的管殼里就構成光敏電阻如圖所示。為了增加靈敏度，兩電極常做成梳狀。構成光敏電阻的材料有金屬的硫化物、硒化物、碲化物等半導體。 半導體的導電能力取決于半導體導帶內載流子數目的多少。當光敏電阻受到光照時，價帶中的電子吸收光子能量后躍遷到導帶，成為自由電子，同時產生空穴，電子—空穴對的出現使電阻率變小。光照愈強，光生電子—空穴對就越多，阻值就愈低。當光敏電阻兩端加上電壓后，流過光敏電阻的電流隨光照增大而增大。入射光消失，電子空穴對逐漸復合，電阻也逐漸恢復原值，電流也逐漸減小。在光敏電阻兩端的金屬電極之間加上電壓，其中便有電流通過，受到適當波長的光線照射時，電流就會隨光強的增加而變大，從而實現光電轉換。光敏電阻沒有極性，純粹是一個電阻器件，使用時既可加直流電壓，也可以加交流電壓。光敏電阻是采用半導體材料制作，利用內光電效應工作的光電元件。它在光線的作用下其阻值往往變小，這種現象稱為光導效應，因此，光敏電阻又稱光導管。用于制造光敏電阻的材料主要是金屬的硫化物、硒化物和碲化物等半導體。通常采用涂敷、噴涂、燒結等方法在絕緣襯底上制作很薄的光敏電阻體及梳狀歐姆電極，然后接出引線，封裝在具有透光鏡的密封殼體內，以免受潮影響其靈敏度。光敏電阻的原理結構如圖所示。在黑暗環(huán)境里，它的電阻值很高，當受到光照時，只要光子能量大于半導體材料的禁帶寬度，則價帶中的電子吸收一個光子的能量后可躍遷到導帶，并在價帶中產生一個帶正電荷
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