光敏电阻采集数据.doc

长 沙 学 院光电检测课程设计说明书题目光敏电阻数据采集系(部)电子信息与电气工程系专业(班级)13光电1班姓名陈玲芝学号2013041134指导教师刘莉 谭志光 孙利平等起止日期15年12月21日至12月25日长沙学院课程设计鉴定表姓名陈玲芝学号2013041134专业光电班级1设计题目光敏电阻数据采集指导教师指导教师意见：评定等级： 教师签名： 日期： 答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名： 日期： 系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；摘要：在现代生活和工业生产中，机器设备和产品需要完整的监视和控制，因此传感器得到广泛应用。传感器中类繁多，最常用的有光敏电阻，光敏电阻能够将光信号转化为电信号，因此在实际生活中的到广泛应用，常用与照明自动控制、光电信号传送领域等。利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测单片机P2.0端口的电平，采用AT89C51单片机并通过Keil 4编程处理数据，最后输出数据到sscom32串口助手显示电平高低。当没有光照时，光敏电阻不工作，即点亮一个LED，sscom32串口助手显示“1”，即P2.0为高电平；同理，当光敏电阻接受光照时，LED灭，scom32串口助手显示“0”，即P2.0为低电平。关键词：光敏电阻、AT89C5单片机、Keil 4、sscom32等目录 正文5第1章系统设计及实现51.1课题当前应用背景介绍；51.2 课题的设计思路、实施方法51.3本系统所用到的硬件61.3.1芯片介绍61.3.2光敏传感器81.3.3原理图（接线图）101.3.4程序分析101.3.5课题成果图11第2章总结12正文第1章系统设计及实现1.1课题当前应用背景介绍；光敏传感器是通过光敏元件的作用把接收到的光信号转换为电信号来进行工作的，下面中国传感器交易网的专家来给大家介绍一下光敏传感器的应用。光敏传感器作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。敏传感器采用防静电袋封装。在使用的过程中应该避免在潮湿的环境中使用，还应该注意表面的损伤和污染程度，它们应该均会影响光电流。光敏传感器在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。光敏传感器主要应用于太阳能草坪灯、光控小夜灯、照相机、监控器、光控玩具、声光控开关、摄像头、防盗钱包、光控音乐盒、生日音乐蜡烛、音乐杯、人体感应灯、人体感应开关等电子产品光自动控制领域。1.2 课题的设计思路、实施方法利用光敏电阻阻值随光强的变化特性来检测单片机P2.0端口的电平，采用AT89C51单片机并通过Keil 4编程处理数据，最后输出数据到sscom32串口助手显示电平高低。当没有光照时，光敏电阻不工作，即点亮一个LED，sscom32串口助手显示“1”，即P2.0为高电平；同理，当光敏电阻接受光照时，LED灭，scom32串口助手显示“0”，即P2.0为低电平。1.3本系统所用到的硬件1.3.1芯片介绍一、原理和应用介绍AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示。现在AT89S51/52已经取代了AT89C51/52。二、引脚介绍VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。1.3.2光敏传感器1、 简介光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。国内主要厂商有OTRON品牌等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。二、工作原理光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。三、应用领域光敏传感器主要应用于太阳能草坪灯、光控小夜灯、照相机、监控器、光控玩具、声光控开关、摄像头、防盗钱包、光控音乐盒、生日音乐蜡烛、音乐杯、人体感应灯、人体感应开关等电子产品光自动控制领域。光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。因此在自动控制、家用电器中得到广泛的应用，对于远程的照明灯具，例如：在电视机中作亮度自动调节，照相机种作自动曝光；另外，在路灯、航标等自动控制电路、卷带自停装置及防盗报警装置中等。注意：光敏传感器采用防静电袋封装。在使用的过程中应该避免在潮湿的环境中使用，还应该注意表面的损伤和污染程度，它们应该均会影响光电流。光敏传感器模块引脚接口说明VCC工作电压+5VGND电源地DO数字量电平信号输出 1.3.3原理图（接线图）1.3.4程序分析实现1ms的延时程序:void Delay(int n)int i,j;for(i=0;in;i+)for(j=0;j123;j+); 当P2.0口电平为高时，点亮LED；当P2.0口电平为低时，LED灭。if(dian_ping=1)led=1;else if(dian_ping=0)led=0;当P2.0口为高电平时，LED亮，即串口输出“1”；当P2.0口为低电平时，LED灭，即串口输出“0”。if(dian_ping=1) led=0;SBUF=1;while(!TI);TI=0; elseled=1;SBUF=0;while(!TI);TI=0;1.3.5课题成果图第2章总结结束一周的光电检测课程设计，运用到基本的C语言编程，使用到了光敏电阻、DHT11温湿度传感器和单片机开发板，对于这些我在大一时就已有接触，自己买了较齐全的单片机开发板，自主学习。学习光敏电阻采集数据时，在自己编写程序时我是第一个完成，但因为对sscom串口助手不熟悉，咨询了文老师，感谢文老师的指导以及对程序的耐心讲解。在使用延时程序和中断程序时，老师细心得教了我们如何计算实现1ms和1us的延时，以及中断的各种指令和计算初始值，这个对我们即将要考的单片机课程非常重要。所教的编程和实现的功能相对简单，但最后一个对温湿度传感器应用的程序相对有点难理解；所用的设备均很完善，小巧精致，功能齐全，部分传感器数量不足，但对课程并无大碍。文老师讲解细致耐心。刘莉老师每堂课都来和我们一起上课，并且时不时拿相机记录上课情况，看到老师来了我们也精神很多更积极了。感谢老师！参考文献1单片机原理与应用（第2版）,曾屹,中南大学出版社,2009.5附录源程序： #includechar date=1 0 ;/char flage,updateTemp,temp;sbit dian_ping=P20;sbit led=P10;void Delay(int n)int i,j;for(i=0;in;i+)for(j=0;j123;j+); void RT_init()SCON=0x50;/工作方式1TMOD=0x20;/定时器1 工作方式2PCON=0x00;/波特率不加倍TH1=0xFD;TL1=0xFD;ES=1;EA=1;TR1=1;void main()int i;RT_init();/串口初始化while(1)if(dian_ping=1) led=0;SBUF=1;while(!TI);TI=0; elseled=1;SBUF=0;while(!TI);TI=