汽车整形专业毕业论文.docx

无锡职业技术学院毕业设计说明书（论文）无锡职业技术学院系别（部、分院） 汽车技术系 班 级 汽车整形50931 姓 名 徐晗 学 号 32号 课 题 名 称 汽车太阳膜透光率检测仪设计 指 导 教 师 李萌 职 称 讲师 指 导 教 师 职 称 2012 年 月 日 目 录 第一章 前言 -5 第一节 太阳膜光谱及太阳膜的作用-5 1）太阳光谱知识-5 2）太阳膜的结构与作用-6 第二节 太阳膜透光率测试仪的原理-7 第三节 太阳膜透光率测试仪的测试宽度-8 第四节 太阳膜透光率测试仪的参数-8第二章 光源的选择-8 第一节 关于光源-8 第二节 光源的分类-9 第三节 led发光二极管的结构及工作原理-9 第四节 光源的电源-11 第五节 太阳光源的性能参数-12第三章 传感器的介绍以及选择-12 第一节 光电传感器的构成和工作方式-12 第二节 光电传感器的分类-13 第三节 色敏光电传感器-15第四章 单片机基本介绍和选择-17 第一节 单片机的概述-17 1）常用的单片机的介绍-17 2）单片机的特点和应用-18 第二节 单片机的基本结构和工作原理-18 第三节 mcs-51单片机的内部结构和工作原理-19 第四节 mcs-51的基本组成-19 第五节 mcs-51的工作方式-20 第六节 8051单片机的介绍-20 第五章 基于led显示器的设计与选择-21 第一节 显示设备的分类-21 第二节 led显示器及工作原理-22 1）led显示器的概述-22 2）显示原理-22 3）led显示器接口-24 第三节 led显示器的直接电源-25第六章 锂电池-25 第一节 概述-26 第二节 锂电池的选择-26 第三节 锂电池的优点-28 第七章 太阳膜透光率测试仪-28 第一节 太阳膜透光率测试仪的工作流程图-29 1）工作原理图-29 2）工作原理-29 第二节 太阳膜测试仪的电路-29 第三节 便携式太阳膜测试仪的主要参数-30 第四节 便携式太阳膜测试仪的特征-30总结-31致谢-31参考文献-32 汽车太阳膜透光率检测仪设计摘要：当今社会经济快速发展，人民生活水平日益提高，汽车产量连年增加。然而太阳光中的紫外线，红外线等不可见光却也伤害着人们的身体健康和汽车的使用寿命，汽车太阳膜作为一种新兴的汽车消费品越来越受欢迎。然而市场的太阳膜品种很多，型号也是大不相同，太阳膜的质量确参差不齐，价格相差较大，对消费者来说很难正确的买到物美价廉的太阳膜，消费者的权益得不到保护。因此如果我们设计一款测试太阳膜透光率的测试仪，那么就解决了这个问题，帮助消费者检测太阳膜。便携式太阳膜透光率测试仪是一种检测汽车太阳膜透光率的便携仪器，采用节能环保的led太阳光源，通过光电传感器检测，采用单片机连接led显示器，检测太阳膜的紫外线，可见光和红外线的透光率，反映该太阳膜的质量，帮助消费者选择太阳膜。关键词：太阳膜 光源 led显示器 光电式传感器 单片机第一章 前言 夏天到了，艳阳高照，人们似乎在这个季节不是很喜欢，如果换做是冬天，相信一定会感到很温暖，可是现在，却成了车主，甚至所以人的公敌。但它貌似不会因为我们的喜欢与否而改变。所以，我们只有忍受。但人的智慧是无穷的，我们改变不了客观规律，我们可以改变自己，可以改变我们的爱车。 一说到夏季的阳光，大家都知道贴太阳膜是个很好的选择，只是太阳膜市场，现在真可以说的上是良莠不齐：价位从二三百元到四五千元，应有尽有;品牌除了市场上那些我们经常见到的，还有上千个品牌属于我们不了解的。在如此乱象下，不要说是第一次当车主的消费者，就是那些在市场上“混”了多年的“油子”也难免有“晕船”的时候。 当前我国汽车太阳膜的使用量逐年增加，市场上的太阳膜的种类和质量价格也是参差不齐，消费者的利益得不到保障，如果能够检测太阳膜的质量，保证消费者的权利成为了一个迫切解决的问题。本章将重点了解太阳膜的分类，性能参数等，为设计太阳膜测试仪做准备。第一节 太阳光谱及太阳膜的作用 自然界的太阳光可以给人们的生活带来温暖，舒适的享受，然而也含有大量的紫外线，红外线，可见光，紫外线能够灼伤人体皮肤，引起各种皮肤疾病。太阳光谱的波长从200cm到2500之间分布广泛，而太阳膜正是可以阻止他们对车内的照射，保护汽车内的环境，减轻太阳光对人体以及汽车的伤害。防爆膜，除了隔热隔光之外，还具有防爆功能，优质的防爆膜是用特殊的聚酯膜作基材，膜本身就具有很强的韧性，并配合特殊压力敏感胶，遇到意外时，玻璃破裂后被膜粘牢而不会飞溅伤人。现在汽车防爆膜还具有单向透视、降低眩光的功能。1）太阳光谱知识 自然界当中的太阳光中主要含有红外线，紫外线和可见光。它们的波长分布广泛，太阳光谱的范围如图1.1紫外线光谱的波长为280-400nm之间，其特点是穿透性强，可以使人体皮肤黑色素沉积，颜色加深，过度的紫外线暴晒会导致灼伤皮肤，引起皮肤癌，皮炎等种种疾病，严重影响健康，另外长时间的紫外线照射还可导致地毯，窗帘，织物及家具油漆褪色。 红外线光谱的波长在700-2400nm之间，红外线是阳光是不可见光热量的主要表现形式，直接影响车内温度，所以车内的红外线透光率越高，越不利于车内的降温，减轻红外线对汽车的照射，可以缓解酷暑车内空调的压力，节能减排，减少能量的使用量。 可见光谱带：波长380-780nm之间，其特点是肉眼可以看见的唯一光谱，可见光波段进一步可以分为不同的颜色（赤橙黄绿青蓝紫），他们虽然对人体没有直接伤害，但是其透光率的高低能够直接影响车内的视线，如果透光率低，造成车内的可见度低。2）太阳膜的结构与作用 当今汽车市场上的太阳膜无论是种类还是型号都很多，虽然各种品牌型号的汽车太阳膜的基本原理大致相同，各自的结构相差也并不是不大，但是各种汽车太阳膜的性能技术却各不相同，质量也参差不齐，因此熟悉太阳膜的结构对于选择质量高的太阳膜有着重要的意义。汽车太阳膜的结构主要是由防粘层，安装胶，紫外线吸收剂，隔热膜层，透明基材，合成胶，金属层等物质经过各种工艺组合在一起而形成的静谧结构层，基本结构如图1.2所示1.隔热降温汽车太阳膜的主要作用是减少太阳光中的紫外线，红外线等光线对汽车室内的损伤，保护汽车，起到隔热降温的效果，较好的保持车内清凉，可以有效的降低汽车内的温度，降低车内空调的使用率，节能减排，响应国家政策。汽车防爆太阳膜的隔热率一般情况可以达到40%-70%。2.保护汽车玻璃，防止暴碎另外汽车防爆太阳膜的另一大作用是可以减轻事故的危害性，汽车防爆太阳膜膜可以很好的将汽车破碎玻璃粘贴在一起，避免破碎玻璃飞散，伤害司机以及乘客，提高汽车的安全性。防爆膜，具有防爆功能，优质的防爆膜是用特殊的聚酯膜作基材，膜本身就具有很强的韧性，并配合特殊压力敏感胶，遇到意外时，玻璃破裂后被膜粘牢而不会飞溅伤人。3.保护肌肤太阳光中的紫外线对人体的皮肤伤害较大，长期暴晒容易造成对身体的伤害。而汽车太阳膜能够较好的减轻紫外线的照射，降低紫外线对人体的伤害4.增加美观 现在社会人们的审美观有了较大的改变，五颜六色的太阳膜可以改变汽车的颜色，能够给人以美的享受，让人赏心悦目，减轻疲劳，增加舒适度。5单向透光 汽车太阳膜具有单向透光性，可以保护司机免受外面灯光的刺激，保护司机安全驾驶。第二节 太阳膜透光率测试仪的原理太阳光由紫外线（200nm-380nm），可见光（380nm-760nm）和红外线（760nm-2500nm）组成。紫外线具有严重的危害作用，不但伤害人体健康，灼伤皮肤和眼睛，导致多种疾病；而且导致皮具，塑料件老化褪色，影响物品使用寿命。红外线是热量的主要来源。这样就需要外面对红外线和紫外线进行有效的阻隔，阻隔率越高越好，也就是透光率越高越好。可见光是车内照明光线主要来源，尤其是汽车前玻璃的单向透光率则是越高越好。因此，紫外线，红外线和可见光的透光率这三个指标是判断太阳膜好坏的重要依据。测试原理：采用紫外光源，可见光源和红外光源照射汽车太阳膜，光电传感器分别将探测到得三种光源的入射光强度和透过太阳膜后的输出光强度，经过数据转换，输出太阳膜透光率的模拟数字信号，输送的单片机，经过单片机的处理，最后以数字形式在led显示屏上显示出来。透过光强和入射光强的比值称为透光率，用百分数表示。可见光则用阻隔率表示，阻隔率=100%-透光率。第三节 太阳膜透光率测试仪的测试宽度紫外线谱带：波长280-400nm左右，其特点是穿透性很强，可使人体皮肤黑色素沉积，过度的紫外线暴晒对导致皮肤癌，可导致物品褪色。可见光谱带：波长380-780nm之间，其特点是唯一可以用肉眼看见的光谱，人类很需要的照明光源，对人体没有直接的伤害。红外线谱带：波长700-2400nm之间，其特点是所含能量最大，所以热量也高。第四节 太阳膜透光率测试仪的参数1、 外形尺寸：长160mm宽115mm33mm2、 测试槽尺寸：宽23mm深76mm3、 仪器重量：约360克4、 可见光的测量分辨率是1%，紫红外线的分辨率是0.1%5、 红外线测量，中心波长1400nm，波长范围（900nm-1800nm）6、 12v ac/dc电源供电，也可用便携式外挂锂电池供电。第二章 光源的选择汽车太阳膜主要用来抵挡太阳光中的紫外线，红外线，防止对人体和汽车的损害，因此太阳膜检测仪的光源应该选择能够模拟发出太阳光的光源，选择合适的太阳光源，更有助于太阳膜检测仪的质量。第一节 关于光源 自然界中凡是可以将其他形式的能量转换为光能，并且提供光通量的设备、器具统称为光源。led（light emitting diode），也称为发光二极管，它其实采用一种或几种固体半导体芯片作为发光材料，在从两端施加正向电压时，半导体中的载流子发生复合，释放出过剩的能量从而引起光子发射产生紫外线、可见光、红外线等光线。第二节 光源的分类现阶段常用的电光源有：1、热敏发光电光源（如卤钨灯、白炽灯）；2、气体放电发光电光源；3、固体发光电光源；4发光二极管电太阳光源。（如图2.1常用光源的分类）第三节 led发光二极管的结构及工作原 （1）基本结构 （2）工作原理led发光二极管的基本结构就是一个pn结，是一种注入式发光器件。是半导体晶体内部受到电流刺激时，电子从高能级回复到低能级时，发射光子的结构。给二极管加上正向电压时，注入的电子和空穴复合发光。led光源发射的光的波长与种类与晶体管中所掺杂的物质有关。由镓（ga）与砷（as）、磷（p）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光一定的电流后，电子与空穴不断流过pn结或与之类似的结构面，并进行自发复合产生辐射光的二极管半导体器件如下图2.3太阳光源原理图（3）led太阳光源的优点a低压：led太阳光源是根据发光二极管的原理而制作，低压电安全方便。b效能：消耗能量较其他光源来说要减少很多，耗能低，功效高。c寿命长：led太阳光源大约10万小时以后兴衰为初始的50%。d响应时间：led太阳光源的响应时间快，是普通光源的几万倍。e环保：无有害金属汞。第四节 光源的电源太阳光源内部通过220v/12v交直流变压器进行交换，既可以直接接通220交流电，使用方便，也可以通过内部的锂离子电池储存12v直流电，以保证太阳膜检测仪在任何无电少电的情况下都可以使用，安全方便。电源原理：通过220v电压输入端输入电压，经过整流电路将交流电转变为直流电，经过变压器将交流电源最终以12v的直流电源输出。第五节 太阳光源的性能参数光源产生光：模拟太阳光光参数：1. 紫外线（波长200nm-380nm）2. 可见光（波长380nm-760nm）3. 红外线（波长760nm-2500nm）光源的工作电压：直流电12v光源电源：220v/12v交直流变压稳压电源 可接外挂式高容量5000mah便携式锂电池第三章 传感器的介绍以及选择传感器技术是现代检测及控制技术的核心技术之一，是现代信息技术的关键部分，合理的选择传感器能够为我们的设计起到很大的帮助。光电式传感器相当于太阳膜检测仪的感官器官，和人体的感觉神经系统一致，本章将就传感器的基本结构，工作原理等内容做简要的介绍，为太阳膜的检测仪准备。第一节 光电式传感器的构成和工作方式光电式传感器的基本原理是光电效应，光照射半导体材料时，由于半导体材料受到光照射，吸收光子，引导材料内部的电子变化，形成电流，不同的波长，不同强度的光产生不同的电流信号，于是将光信号转变为了电信号，实现了光电传感器的功能。光电传感器在一般情况下，是由光路、电路以及光电转换元件三大部分组成的一种电子传感器。光路部分可以实现光量受到被测信号控制或调制，电路部分可以成为光电信号转换和使被测信号成为使用的信号输出。光电转换元件能够完成对光信号的接收与转换。半导体一但受到光的照射，光就会被吸收而产生电信号。这种现象既是人们所了解的光电效应。波长短的光线，在半导体的表面附近被吸收，而波长长的光，则在半导体的深处被光电转换元件吸收。由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器.模拟式光电传感器是将被测量转换 。 成连续变化的光电流,它与被测量间呈单值关系.模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式,漫反射式,遮光式(光束阻档)三大类.所谓透射式是指被测物体放在光路中,恒光源发出的光能量穿过被测物,部份被吸收后,透射光投射到光电元件上;所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上,再从被测物体表面反射后投射到光电元件上;所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份,使投射刭光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关.基本结构如下图：第二节 光电传感器的分类光电传感器按照工作原理的不同大致可以分为以下三类，分别是：透射式光电传感器、反射式光电传感器、遮光式光电传感器。1.投射式 光源发出一定量的光线，穿过被测物质对象，其中一部分光被检测对象吸收，其余则到达光敏元件，转变成为电信号而输出（如图3.1所示）。被吸收的光的量的多少要决定于被测物的被测参数，利用到达光敏元件的光通量可以来确定被测对象所吸收的量。反射式 光源发出一定的光通量到达被测对象后，由于物体性质或状态而损失了其中一部分光通量，余下光通量部分反射到光敏元件上（如图3.2）遮光式 遮光式传感器是一种重要的传感器检测方式，它使用广泛，被人们所普遍接受。将光源发出的光线在通过测试件的时候，被减弱了一部分，其中的减弱过程与传感器所涉及的光通路有关。（如图3.3）第三节 色敏光电传感器色敏光电传感器其实是光电传感器的一种特殊类型的传感器。它本质上式两只截然不同的光电二极管的组合体，其内部结构和工作原理的等效电路如图3.4所示色敏光电传感器是半导体光电式传感器的一种。色敏光电器是一种根据物体的内光电效应，接收到太阳光后，由于阳光的照射，发射光电子，光电子的流动，形成电信号，以实现对光照的强度检测。它们检测的都是在一定波长范围内光的强度，或者说光子的数目，而半导体色敏传感器件则可以用来直接测量从可见光到红外线波段内单色辐射的波长，这是近年来出现的一种新型光敏器件。下图表示了不同结深二极管的光谱响应曲线。其中的vd1是浅结二极管的响应曲线，其中的vd3是深结二极管的响应曲线。色敏传感器件的光谱特性是表示它所能检测的波长范围，不同型号之间有差别。如下图是色敏传感器的光谱特性，其波长范围是400nm-1000nm。2.短路电流比-波长特性 短路电流比-波长特性是表征半导体色敏器件对波长的识别能力，是赖以确定被测波长的基本特性。3.温度特性 由于色敏传感器件测定的是两只光电二极管短路电流比，而这两只光电二极管是做在同一块材料上的，具有相同的温度系数。这种内部补偿作用是色敏传感器件的短路电流比对温度不十分敏感，所以通常可以不予考虑。 光电传感器中的光源可以采用白炽灯，气体放电灯，激光器，发光二极管以及能发射可见光谱，紫外线光谱和红外线光谱的其他器件。第四章 单片机基本介绍和选择自从1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，在至今50多年间得到了快速发展和普及。如今已经应用到各个领域，影响着现代技术的发展与改革方向，本章着重讲解单机片的内部架构以及工作原理，以便可以合理的选用单片机单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（microcontroller unit），常用英文字母的缩写mcu表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这门技术，于是产生单片机开发板，比较有名的例如电子人dzr-01a单片机开发板。单片机由芯片内仅有cpu的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和cpu集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。intel的z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了i/o设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。第一节 单片机的概述单片机其实就是把一个计算机的系统集成到一个电子芯片上，在一个芯片集成了计算机的绝大部分功能，这种微型计算机只用了一片集成电路，可以进行简单运算和控制。 单片机其实是微型计算机的一个重要分支，特别应用与控制领域，所以它也称为微控制器。1） 常用单片机的介绍单片机经历了几十年的发展，现在已经拥有了很多的品牌与型号，能够比较轻松的完成各种各样的程序孔子以及测量等工作。现在单片机的种类繁多，而且还不停的推出新产品，现在简要的说明一下常见的单片机型号和性能。1.mcs-51是目前市场上最受欢迎的系列之一，它的家族有十几种不同的芯片。可以分为51和52两个系列。2.80c51系列的单片机也占有很大的市场份额，而且发展速度快。80c51系列单片机，使用一款经典的单片机。3.89系列的单片机，虽然现在价格较高，但是他的功能最为全面，海鸥很大的发展空间。2） 单片机的特点和应用 （一）单片机和普通微机相比，具有一下特点 1.体积小；2.可靠性高；3.功能强；4.使用方便；性价比高；5.容易产品化。 （二）单片机应用 1.自动控制；2.智能仪器仪表；3.数据采集系统；4.外部设备控制器；5.家用电器第二节 单片机的基本结构和工作原理单片机内部包括了计算机的基本功能部件，典型的单片机内部结构（如图4.1）（一）中央处理器（cpu） cpu是单片机的核心部件，它是运算器，控制器和终端部件等组成，数据处理和系统的操作控制都是cpu完成的，cpu是单片机的主要指标之一。（二）存储器 单片机的程序存储器和数据存储器多数是分开的，这是因为单片机面向控制领域。根据内部程序存储器的不同，又可以分为rom型单片机，eprom型单片机，无rom型单片机。（三）i/o接口特殊功能部件 单片机通常有数量不等的并行接口，可以用来外部接入，内部输出。特殊功能部件包括a/d转换器，dma通道，高速输入输出通道等部件。第三节 mcs-51单片机的内部结构与时序时序：时序就是指单片机的cpu在执行程序指令的时候，在时间上的先后顺序。第四节 mcs-51的基本组成1.中央处理器（cpu）中央处理器是单片机的核心，它包含了运算器和控制器两大部分。运算器是计算机的运算部件，用于实现算术运算和逻辑运算时计算机的算术逻辑运算单元，计算机的数据运算和处理都在这里进行。控制器是计算机的智慧控制部件，使计算机各部分能够自动统一协调的运行，完成工作。2.内部数据存储器（内部ram）ram是单片机内部的主要存储结构，单片机的内部存储程序与数据程序就是存储在单片机里面，是单片机的主要存储器。3.内部程序存储器（内部rom）rom内部程序存储器具有断电记忆功能，主要存放单片机用户平时不用进行改变程序，包括原始的表格，原始程序，原始的数据，简称为rom。4.定时器/计数器定时器和计数器，主要用来实现定时和计数功能，并且可以通过计算的结果数据对单片机和计算机进行控制。5.并行i/0端口8051共有8个i/0端口p0 p1 p2 p3 以实现数据的并行输入，输出。6.串行i/0端口mcs-51的数据接口是一个串行数据接口，可以作为数据通信收发器来使用，也可以做同步移位器来使用，该口的数据功能强大，比一般的单片机要功能强大的多。7.中断控制系统mcs-51单片机的中断控制系统，能够完成各种程序的驱动，实现各种功能，其中有外中断源两个，定时器和计数器中断源两个，串行中断也有一个。8.时钟电路mcs-51内部有时钟，但晶振和微调电容需要外接。系统允许的最高频率为12mhz。第五节 mcs-51的工作方式mcs-51这一系列单片机的工作方式全面，使用操作方便，有：eprom编程方式，复位方式，掉电和低功耗方式，程序执行方式，单步执行方式，校验与加密方式等。1.复位方式 复位就是将单片机的工作归于初始位置，在初始条件下工作，单片机和cpu就会归于初始状态，执行初始操作化，是单片机工作的重要方式。2.单步工作方式所谓单步执行就是由外来脉冲控制程序的执行，使之达到来一个脉冲就执行一行指令的目的。而外来脉冲式通过按键产生的，因此实际上单片机执行是按一次键执行一条命令。单步执行时借助单片机的外部中断功能来实现的。第六节 8051单片机的介绍8051是mcs-51系列的一个型号单片机，功能强大，性能稳定。是目前市场上较受欢迎的一款单片机。（如图4.3 8051引脚排列图）引脚介绍：（1）主电源拥有（2根）引脚。vcc电源输入，接低压+5v的直流电源；gnd接地线（2）外接晶振引脚（2根）xyal1，片内震荡电路的输入端；xtal2，片内震荡电路的输出端。（3）2根控制引线，rst/vpp，psen，ale/prog该型号单片机，功能强大，使用方便，可以完成led显示器的驱动，因此太阳膜检测仪我们选择8051。（4）i/0端口p0（3.-39管脚）可以当做指令代码使用；p1（1-8管脚）作低八位地址使用；p2（21-28管脚）可以当做高八位地址使用；p3（10-17管脚）也是双向的并行i/0端口，主要是外部中断请求，数据接收发送功能。第五章 基于led显示器的设计与选择 显示设备是将电信号转换为视觉信号的一种装置，显示设备的种类繁多，价格不一，能实现的功能也不大一样。本章将简要介绍显示器的分类，显示器的电源以及led显示器的工作原理及接口信息。第一节 显示设备的分类 按照显示器的显示原理不同可以将显示设备分为：crt显示器，led显示器，lcd显示器，pdp显示器等。1.crt显示器 它是采用显像管内部电子枪反射电子，聚焦变为细小的电子流，电子束轰击荧光粉，实现显示器的显像功能，这种显示器已经基本被淘汰。2.lcd显示器 是一种非发光性质的显示器，是通过环境光的反射或对外加光源加以控制的方式来显示图像的，lcd显示器图像清晰，使用性能好，以为人们所接受。3.led显示器 又称为led显示屏，led显示器，是采用led半导体发光的原理，将发光二极管进行组合、排列，通过译码器将电信号转换为文字信号、图像信号、动画、录像信号。以及图形等各种信号，显示出来的一种显示屏幕，功耗低，是目前比较广泛的一种显示设备。第二节 led显示器及其工作原理led显示器是一种典型的数码管显示器，它主要通过单片机译码将电信号转换为可视的光信号，最终实现电信号的显示。通过发光二极管芯片的适当连接（包括串联和并联）和适当的光学结构。可构成发光显示器的发光段或发光点。由这些发光段或发光点可以组成数码管、符号管、米字管、矩阵管、电平显示器管等等。通常把数码管、符号管、米字管共称笔画显示器，而把笔画显示器和矩阵管统称为字符显示器。1） led显示器的概述led显示器又称led数码管显示器，led技术的不断进步，结构简单，功耗低，体积小，能够很好的显示数字，完成测试要求。led的技术进步是扩大市场需求及应用的最大推动力。最初，led只是作为微型指示灯，在计算机、音响和录像机等高档设备中应用，随着大规模集成电路和计算机技术的不断进步，led显示器正在迅速崛起，近年来逐渐扩展到证券行情股票机、数码相机、pda以及手机领域。 led显示器集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体，以其色彩鲜艳、动态范围广、亮度高、清晰度高、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、色彩艳丽和工作稳定可靠等优点，成为最具优势的新一代显示媒体，目前，led显示器已广泛应用于大型广场、商业广告、体育场馆、信息传播、新闻发布、证券交易等，可以满足不同环境的需要2） 显示原理 led的数字显示采用七段led数码管显示，led的主要部分分为发光二极管，可以通过单片机进行连接，以显示电信号的变化。七段数码管实际共8段，a、b、c、d、e、f、g共七段用来显示十进制或者十六进制数字和字符，另外一段可显示小数点。每个发光二极管代表一段数字，通过发光二极管的不同发光组合。根据发光二极管的不同波段的发光组合，可以显示出各种不同的数字字符和信息。led数码管可以分为共阳极和共阴极两种结构，两种结构不同，显示方式不同，但是都可以准确的显示数字。led数码管（如图5.1） 共阳极段码表（如图5.2） 共阴极段码表（如图5.3）3） led显示器接口 led显示器可通过8255a连接到系统总线，完成接收来自cpu的7段代码，一般led某段发光时通过的电流在10-20ma之间，在采用共阴极结构式，阴极接地，阳极接驱动电路。驱动电路可以由三极管构成，也可以由小规模集成电路构成。（1）译码方法 要想将一位十六进制数在led上显示，就需要将其转换为led段码，这就要译码。译码方法：分为硬件译码和软件译码。（2）led显示器接口 动态显示和静态显示是led显示器的两个接口。 静态显示：是指当前显示器显示某个字符时，发光二极管恒定的导通或者截止，直到送入新的显示码为止。此种显示方式每一位都需要一个8位触发器来驱动，图5.4为静态驱动电路。静态显示方式使用方便，编程也比动态显示简单方便，但是静态显示的一大弊端就是i/0端口的使用效率低，不使用于多段的显示情况，因此使用有一定的限制。 动态显示：动态显示并不像静态显示那样，它是轮流点亮各位显示器，因此它适合应用于多位数字显示，把各个显示位的段选线进行并联，可以实现多位的led的多位并连显示。led数码管动态显示如图5.6（1）当dig1显示为低电平，而dig2、dig3显示为高电平时，这时只有晶体管t1导通，而t2、t3截止，数码段a、b、c、d、e、f、g为低电平时，数码管只有各位显示，而十位和百位则不显示。 （2）当dig2显示为低电平，dig1、dig3如果为高电平时，只有晶体管t2导通，数码管为低电平时，数码管显示十位，百位和各位不显示。 （3）当dig3显示低电平，dig1、dig2显示高电平，此时晶体管t3导通，数码管为低电平时，数码管的百位显示，其他数位不显示。第三节 led显示器的直流电源 led七段数码管显示器其实为led数码管构成，工作电源为低压直流电源，因此选择合适的直流电源就非常重要。led数码显示器选用12v的直流稳压电源，安全可靠，使用方便。第六章 锂电池 锂离子电池目前由液态锂离子电池(lib)和聚合物锂离子电池(plb)两类。其中，液态锂离子电池是指 li +嵌入化合物为正、负极的二次电池。正极采用锂化合物licoo?或limn?o?，负极采用锂-碳层间化合物。锂离子电池由于工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长，是21世纪发展的理想能源。第一节 概述 锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池来自于伟大的发明家爱迪生，使用以下反应：li+mno2=limno2该反应为氧化还原反应，放电。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。现在锂电池已经成为了主流。 锂金属电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早出现的锂电池使用以下反应：li+mno2=limno2，该反应为氧化还原反应，放电。 正极上发生的反应为 licoo2=充电=li2-xcoo2+xli+xe(电子) 负极上发生的反应为 6c+xli+xe=lixc6 电池总反应：licoo2+6c=li1-xcoo2+lixc6第二节 锂电池的选择锂-二氧化锰电池(cr) 以金属锂为负极，以经过热处理的二氧化锰为正极，隔离膜采用pp或pe膜，与锂离子电池隔膜一样，电解液为高氯酸锂的有机溶液，圆柱式或扣式。电池需要在湿度1%的干燥环境下生产。 特点：低自放电率，年自放电可1%，全密封(金属焊接，lazer seal)电池可满足10年寿命，半密封电池一般是5年，如果工作控制不好的话，还达不到这个寿命。在圆柱型锂锰电池开发方面做得比较好的亿纬，目前已实现自动化生产，电池可以做到短路、过放电等测试不爆炸。 一般在台式电脑的主板上，有一个扣式的锂电池，提供微弱的电流，可以正常使用3年左右，一些宾馆的门禁卡、仪器仪表等也使用锂-二氧化锰电池，近年来使用量逐年下降。 锂-亚硫酰氯电池 以金属锂为负极，正极和电解液为亚硫酰氯（氯化亚砜），圆柱式电池，装配完成即有电，电压3.6v，是工作电压最平稳的电池种类之一，也是目前单位体积（质量）容量最高的电池。适合在不能经常维护的电子仪器设备上使用，提供细微的电流。 其他锂电池还有锂-硫化亚铁电池、锂-二氧化硫电池等。锂电池通常有两种外型：圆柱型和方型。电池内部采用螺旋绕制结构，用一种非常精细而渗透性很强的聚乙烯薄膜隔离材料在正、负极间间隔而成。正极包括由钴酸锂（或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等） 及铝箔组成的电流收集极。负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。电池内充有有机电解质溶液。另外还装有安全阀和ptc元件（部分圆柱式使用），以便电池在不正常状态及输出短路时保护电池不受损坏。 单节锂电池的电压为3.7v（磷酸亚铁锂正极的为3.2v），电池容量也不可能无限大，因此，常常将单节锂电池进行串、并联处理，以满足不同场合的要求。 锂离子电池是现代新电池的一种典型代表，它容量大，体积小，充放电完全，合理选择锂离子电池对于一起的使用性能有着很大的帮助。便携式高容量锂离子电池的相关参数如表第三节 锂离子电池优点1能量比较高。具有高储存能量密度，目前已达到460-600wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍； 2使用寿命长，使用寿命可达到6年以上，磷酸亚铁锂为正极的电池1c（100%dod）充放电，有可以使用10,000次的记录； 3额定电压高（单体工作电压为3.7v或3.2v），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组； 4具备高功率承受力，其中电动汽车用的磷酸亚铁锂锂离子电池可以达到15-30c充放电的能力，便于高强度的启动加速； 5自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，目前一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20； 6重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/5-6； 7高低温适应性强，可以在-20-60的环境下使用，经过工艺上的处理，可以在-45环境下使用； 8绿色环保，不论生产、使用和报废，都不含有、也不产生任何铅、汞、镉等有毒有害重金属元素和物质。 9生产基本不消耗水，对缺水的我国来说，十分有利。第七章 太阳膜透光率检测仪经过了对太阳膜检测仪的基本部件的了解，掌握了太阳膜的基本机构以及测试的原理，本章将对太阳膜检测仪的基本电路和外壳进行整体的设计，完成对太阳膜检测仪的研制。以便太阳膜的检测。第一节 太阳膜透光率检测仪的工作流程图1）工作原理图2） 工作原理 1.太阳膜检测仪通电后，光源接收电流，开始发射模拟太阳光，此时我们将太阳膜测试槽内部放入任何物质，光电传感器在接到太阳光线后，光电传感器分别对光线中的红外线、紫外线、可见光进行接收，通过mcs-51单片机进行分析，此时单片机进行自我校验，并形成记忆。 2.将太阳膜测试槽内放入一片太阳膜，检测仪接通电源后，光源发射出太阳光线，光线透过光电传感器的光感应器件上，将光信号转变成电信号，并且输入mcs-51单片机，将电信号与单片机内设定的标准值进行比较，得出太阳膜的透光率，通过单片机显示到led数码显示器上，分别检测出紫外线、红外线的透光率、可见光的阻碍率，透光率和阻碍率越低越好。第二节 太阳膜检测仪的电路检测电路的基本构成：交直流转换电源、5000ma锂离子电池、太阳光源、光电传感器、a/d转换模块、51单片机、译码电路、led显示电路。第三节 便携式太阳膜检测仪的主要参数1.太阳光源电源：200v/12v、5v交直流电源2.光源发射光线： 紫外线（200nm-380nm） 红外线（380nm-760nm） 可见光（760nm-2500nm）3.测试槽的尺寸：长10mm 宽23mm 深76mm4.外挂式锂电池容量：5000mah5.外壳设计材料：精致铝合金外壳，耐磨，防腐。6.高亮度led数码管，节能，使用寿命更长。第四节 便携式太阳膜检测仪的特征