基于单片机的光强检测报警器

I摘要随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们关注。性能好的电子设备，对外围保护电路要求很高，尤其是精密仪器对光线要求等设备要求更高，为了延长设备的使用寿命。所以，在企业设备保护中，设计一款智能的光电检测报警电路尤为重要。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制ADC0809采集光敏电阻与10K电阻分压，来感应光强弱变化。单片机数据处理之后，将当光照强度发送到LED进行显示。并通过蜂鸣器和LED进行声光报警。关键词：单片机，ADC0809，光敏电阻，显示IIABSTRACTWiththedevelopmentofelectronictechnology,theexpansionofthedigitalcircuitapplications,today'ssociety,theproductofintelligent,digitalhasbecomeatrendforpeopletopursue,equipmentperformance,price,roomfordevelopment,andsomuchattention.Goodperformanceelectronicdevices,highexternalprotectioncircuit,precisioninstruments,lightrequirements,equipmentrequirements,inordertoextendtheusefullifeofequipment.Therefore,intheprotectionofbusinessequipment,thedesignofanintelligentphotoelectricdetectoralarmcircuitisparticularlyimportant.Thisdesignusesamicrocontrollerasdataprocessingandcontrolunitfordataprocessing,theSCMADC0809acquisitionphotoresistorand10Kresistorvoltagedividertosensethelightintensitychange.MCUdataprocessingwillbesentwhenthelightintensitytotheLEDdisplay.SoundandlightalarmbuzzerandLED.Keywords:MCU,ADC0809,Photoresistor,DisplayIII目录摘要.................................................................IABSTRACT............................................................II第1章引言..........................................................11.1课题背景.......................................................11.2光强检测的意义与技术发展.......................................11.3课题内容和本人的主要工作.......................................2第2章光强检测报警器的设计方案......................................32.1系统的方案分析.................................................32.2单片机的选型...................................................32.3显示方案选择...................................................42.4AD转换方案...................................................4第3章光强检测报警器硬件设计........................................53.1硬件设计.......................................................53.2AT89S52单片机.................................................63.2.1AT89S52的引脚.............................................63.2.2AT89S52的时钟电路.........................................73.2.3AT89S52的复位电路.........................................83.3ADC0809电路...................................................93.3.1A/D转换器芯片ADC0809简介.................................93.3.2AT89S52单片机与ADC0809的接口.............................113.4显示电路......................................................123.5光强采集电路..................................................133.6键盘电路......................................................143.7控制输出电路..................................................15第4章系统程序设计.................................................164.1设计思路与流程图..............................................164.2ADC子程序.....................................................174.3数据处理程序..................................................18IV4.4显示子函数....................................................194.5按键程序......................................................204.6执行子程序....................................................20第5章系统调试和功能测试...........................................225.1系统硬件调试..................................................225.2系统软件调试..................................................225.3系统功能测试..................................................23第6章结束语.......................................................25致谢................................................................26附录电路图.........................................................28附录PCB............................................................281第1章引言1.1课题背景随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，现今社会，产品智能化、数字化已成为人们追求的一种趋势，设备的性能、价格、发展空间等备受人们关注。性能好的电子设备，对外围保护电路要求很高，尤其是精密仪器对光线要求等设备要求更高，为了延长设备的使用寿命。所以，在企业设备保护中，设计一款智能的光电检测报警电路尤为重要。光强检测报警器主要根据光敏电阻的特性制作的。光敏电阻值随受到的光照强度的变化而变化（光照强度越大，电阻值越小）。将光敏电阻接入电路中，不同光照强度导致光敏电阻值变化，于是光敏电阻上的电压发生变化，导致电路的输出电压也相应变化。根据电压-光照度函数关系，由电压计算得到光照强度值，然后以可视化界面形式输出（LED数码管显示），以供用户查看结果。其中光敏电阻的特性是光敏电阻随受到的光照强度的变化电阻值发生变化，光照强度越强电阻越小，在分压电路中获得电压越低。根据这一特性，结合光照强度和输出的模拟电压之间的关系，可以得到某一光强度下的对应的模拟电压。将模拟电压通过AD转化器转换为数字电压，以便于计算机处理。然后再将数字电压转换成光照度【1】。1.2光强检测的意义与技术发展光是人类生产生活所必须的一种元素，是一种能量的形态，它可以从一个物体传播到另一个物体，其中无需任何物质作媒介。现在化蔬菜大棚需要控制光照强度，从而使蔬菜快速正常生长；禽舍需要控制光照强度，使动物健康正常生长；人们的生活环境（学生的学习环境,办公室，工厂等）需要控制光照强度，使人们有一个好学习生活环境。但是在工业生产中，光强过强或过弱，就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对光强的检测的意义就越来越大。光强检测系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对光强进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。光强检测报警系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽2然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段【2】。1.3课题内容和本人的主要工作本课题是基于单片机的光强检测报警器设计，其利用单片机作为系统的主要控制器，通过光敏电阻和10K电阻分压，经过ADC0809转换，直接将数字信号，送入到单片机中进行数据处理，经过一定的控制算法后，通过单片机的输出I/O口，来控制蜂鸣器和LED灯，达到报警的目的，并通过LED显示，达到良好的人机交互【3】【4】。本人的主要工作是运用AT89S52单片机作为主控制单元及数据处理单元，控制光敏电阻检测光强信号，数据处理，发出控制信号对蜂鸣器和LED作用，达到报警的目的，同时实现光强报警和光弱报警功能。实现基本的人机对话功能，显示光强值所在档位。3第2章光强检测报警器的设计方案2.1系统的方案分析系统总体框图，如图2-1：图2-1系统总体框图以AT89S52单片机为核心，在单片机内部完成数据的存储及处理功能，通过数模转换芯片完成模拟信号到数字信号的转换及输入，再将数据存入存储芯片，在单片机进行数据处理后再对需要显示的数字信号进行译码显示在四位一体七段数码显示器上。每个芯片的电源处有耦合电容相连，当电容器充电达到2V时，此电容就作为电源