电子综合实验报告选题十三.

1、电子电路综合实验总结报告题目： 数字式光照强度检测仪的设计实现班级：20130511学号：2013051110姓名：李天星成绩：日期：2016.4.5一、设计任务2.1 设计选题选题十三 数字式光照强度检测仪的设计实现2.2 设计任务要求 结合采集处理电路和光敏电阻电路共同设计一个数字式光照强度检测系统， 用数 码管显示光照强度。 还可以设置多个不同方向的光敏电阻， 通过计算它们的光照 强度运用比较器以确定当前的光照方向。1、实现采集处理电路的设计。2、焊接调试光敏电阻网络。3、通过比较不同方向测得的光强值判断光照方向，在 LED 灯上显示。3、焊接调试选择器和 AD 电路，在数码管上显示光照

2、强度。4、通过外加模拟放大器，将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用 数码管显示。（白天实验室日光灯为 99LUX -63（十六进制 ） 利用光敏电阻和外围电路共同设计一个数字式光照强度检测系统。（1）用数码管显示光照强度。（2）设置多个不同方向的光敏电阻，通过计算它们的光照强度运用比较器以确 定当前的光照方向。（3）将获得的电信号转换成光照强度单位下的数值，并用数管显示。 设计选题的要求（1）、要求在无光照时数码管显示 00（十六进制），室内光照最大值显示 63（十 六进制） 。（2）、用数码管显示光照强度， 误差范围为 510LUX（ 以白天中午室内日光灯的光 照强度为标准定义为

3、63LUX ） 。（3）、两个 LED 灯的亮灭显示光强方位。、设计思路设计由光敏电阻接入电路、比较器电路、模拟选择器接入电路、比例放大电路、模数转换电路和数码管显示电路六个部分组成，光敏电阻接入电路将光照强度转化为电信号（电压值），经比较器判断出哪个方向的光照强，再由模拟选择器将光照强路的电压输出值经比例器放大传给模数转换器，由模数转换器把模拟量转化为数字量，然后通过译码芯片，最后在数码管上显示出强光方向的光 照强度值。三、电路单元参数的选定和设计实现3.1光敏电阻电路CTSQ|曲当无光照时，光敏电阻值 当有光照时，光敏电阻值光敏采样电路（暗电阻）很大，电路中光敏电阻分压很大（亮电阻）急剧减

4、少，电路中光敏电阻分压变小3.2比较器电路vcevccHDt=ut AVCCh Al：-)Out BIn a.(+)皿即WDMB的LMJ93pnR3D| IOFC基于上图电路，将此电路与光敏电阻电路相连，1脚输出与选通电路连接即可3.3模拟选择器接入电路U2ll-IIIN11314PO 6poTPO416INHABCVCC VEE XR1- .TiCD4051+5V基于以上电路，3脚输出选出电压，再与 op07相连3.4模数转换电路ui 10R+5V|CZIKIKCSVCCCLKRWRD0CKID1INTKD2VIN+D3TOTC)D4AGNBD5VKEFD6DGNDD7310AE?QJ：4I

5、N 6 土Cl 1508+5Vao Tis pi_2 pHMET通过此电路将模拟量转换为数字量，通过数码管显示出来3.5数码管显示电路D豹Q2EW二为散码管R13JRES2I-|+5V高低位两个数码管分别与两片mc14495相连，两片 mc14495的原理图如图I 0 t 0 ik I a I B1 I li 0 0 O JI4(alpha-limea displayTWlflTH table ELEIm*od a q ai1 l 2 J A 57 B V 10 TM2 n KOwn接上级模数转换电路到数码管输出结果3.6调零放大电路由于光照为零时，输出电压最大，所以要使此时AD模块输入为零，

6、运算放大器要接成反相 加法器，以实现光照为零时显示为零，光照增加时AD输入电压增加。同时为了调试方便，反相输入的负压要可以调节，以实现调零。反馈电阻也可以调节以改变放大倍数。3.7 LED驱动电路vccOUTAvcc&KOUTSGND与比较器电路的 OUTA和OUTB相连，受到较大光照强度的LED发光四、装调测试过程4.1光敏电阻及比较与选通电路的装配与调试先测量光敏电阻的光电阻和暗电阻的阻值，然后连入电路，由于光电阻的弛豫现象，在测量光电阻暗电阻时需保持等待一段时间等电阻稳定后测量。已知电阻，通过改变电位器接入电路的阻值使得两个光敏电阻在相同光照条件下分担电压基本相同。电路接好后测试Im39

7、3模块是否工作正常，通过测量在不同光照情况下 OUTA和OUTB的输出， 看电压输出是否有变化，呈现1，0的变化，由此判定是否工作正常。4.2模数转换电路以及数码管显示电路的装调焊接好电路后，通电后将 ADC0804的6脚接到9脚2.5V，观察数码管是否显示 FF,由此知道电路是否正确。4.3 LED驱动电路，调零运放(op07)模块的装调以及联调焊接好电路后，在 100LUX光照条件下输入到 ADC0804的电压为100/255*5=1.961V,通过调整op07模块的两个电位器接入电路的阻值可以实现此要求。然后将op07的6脚与adc0804的6脚相连，在100LUX时，数码管显示的最大数

8、值不能超过 68,不能低于5E；如果不满足要求，可以通过调整op07模块的两个电位器接入电路的阻值， 在满足上一段的条件的前提下满足这一段电路的要求。LED电路如果不能驱动可以通过调整接入电路的电阻调节(但我焊接好就成功了)。五.测试步骤及测试数据1、测量所用光敏电阻阻值(无光照/强光照)光强值0LUX100LUX光敏电阻1(欧姆)183.0k4.1k光敏电阻2(欧姆)98.7k3.5kR1=39.6kR2=35.7k测量无光照和强光照时，两路光敏采集电路输出的电压值。光强值0LUX100LUX光敏采集电路1(伏)3.610.85光敏采集电路2(伏)3.460.792、测试比较器(LM393)

9、模块是否工作正常左侧光强大于右侧光强(InA-InA+)左侧光强小于右侧光强(I nA-vl nA+)OUTA2.680.04OUTB0.043.393、设计调零运放(OP07)模块，并测试调零运放(OP07)模块是否工作正常在强光照(100LUX)时，输入到 ADC0804的电压为：100 5 二500 =1.961(V) 255255光强值输入电压输出电压0LUX2.34-2.52100LUX0.771.96调零电位器阻值R9=7.6kR10=38.4k因此，最终得到调零运放电路满足的输入输出关系式为:U0/R10=(-Ui/20)+5/(R9+10+30/20)*(30/20)/204、

10、测试模数转换器（ADC0804模块是否工作正常输入电压输出二进制值输入电压输出二进制值0V000000000.5V1V1.961V011010005、测试数码管显示电路及译码器（MC14495模块是否工作正常输入二进制值数码管显示输入二进制值数码管显示0000001106101081111F6数字式光照强度采集显示测试数据数码管显示值LEDff（ 2位）亮灭仅测试左侧671灯亮仅测试右侧632灯亮完全遮挡001或2灯亮六.误差分析1. 由于在测量过程中对光敏电阻的遮挡不够充分导致一定的光线进入使得光敏电阻的暗电 阻并未达到绝对的暗电阻数值引入了误差。2. 由于两个光敏电阻的阻值光照特性不同不能

11、严格对称引入了误差。3. 环境存在着外界太阳光的影响，且由于人影走动的时候遮挡光线引入了环境变化的误差使得测量的最大值出于波动之中。4. 由于处于波动的环境中测量，导致测量结果不标准，且在调节过程中由于胳膊或手的光影 无意识的遮挡导致电路并未如理想状况的调好了引入了误差。5. 测量仪器本身存在误差。6. 所使用的电阻阻值并非为标称值，存在一定误差。七.实物图八.元件表设计选题：数字式光照强度检测仪的设计实现兀器件名称型号数量20脚IC座16脚IC座8脚IC座一位共阴数码管 LG5011AH 电位器50K小按键ADC0804CD4051LM393MC14495OP07光敏电阻150P电容104电容1K电阻10K电阻20K电阻30K电阻8050（或 9013）LED灯万用板132241111212115711221附录：电路图M hlr孟爼SSD盟fe-U1