基于單片機(jī)控制的光強(qiáng)測試器的設(shè)計(jì)

劉會巧

摘要：本文以ATmega8單片機(jī)作為控制中心，通過使用光敏電阻對光的靈敏度設(shè)計(jì)光強(qiáng)測試器。該儀器可以實(shí)現(xiàn)測試不同等級的光照強(qiáng)度，并能夠顯示光照等級，并對無光狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警的功能。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；光敏電阻；光照強(qiáng)度；等級

中圖分類號：TP316.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）08-0003-02

光強(qiáng)測量器與人們的生活密切相關(guān)，不同的場所對于照度的要求不同，如果沒有合理控制好照度，會直接影響生產(chǎn)和生活，甚至影響到健康和安全，所以有必要對不同的場所利用光強(qiáng)測試器進(jìn)行光強(qiáng)測量控制。因此本文通過用單片機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)合光敏電阻進(jìn)行對光強(qiáng)測試器的設(shè)計(jì)。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)目的

本文的設(shè)計(jì)目的是光強(qiáng)測試器能夠測試不同的光照強(qiáng)度等級，并顯示出光強(qiáng)等級，對無光狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。

為了實(shí)現(xiàn)此功能，我們需要AVR單片機(jī)，需要光敏電阻實(shí)現(xiàn)測試光照強(qiáng)度，光敏電阻根據(jù)外界光線的強(qiáng)弱改變它的阻值；用阻容電路根據(jù)光敏電阻阻值變化導(dǎo)致電容充放電時(shí)間不同來判定光強(qiáng)；需要蜂鳴器，當(dāng)沒有光線的時(shí)候進(jìn)行報(bào)警。

1.2 軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)光照強(qiáng)度器的設(shè)計(jì)目的，我們需要對AVR單片機(jī)進(jìn)行編程以便實(shí)現(xiàn)顯示光強(qiáng)等級等功能。

其中實(shí)現(xiàn)輸出光強(qiáng)等級的程序：

TCNT0=0； TCNT1=0； //定時(shí)器清零

DDRC&=～_BV（PC0）；DDRC&=～_BV（PC1）；

while（（PINC&0x01）！=0&&（PINC&0x02）！=0）；

count=（TCNT1+TCNT0）/2；

if（time>0&&time<=count/3） //光敏電阻阻值小

printf（“The rank of intensity is 1＼n”）； //輸出光強(qiáng)級別為1

else if（time>count/3&&count<=2count/3）

printf（“The rank of intensity is 2＼n”）； //輸出光強(qiáng)級別為2

else（time>2count/3&&time

1.3 硬件設(shè)計(jì)

本文用AVR單片機(jī)控制光強(qiáng)測試器。其中單片機(jī)上的PB6、PB7端口引出時(shí)鐘電路，PC6端口引出復(fù)位電路，時(shí)鐘電路及復(fù)位電路以及單片機(jī)的供電和接地電路構(gòu)成了單片機(jī)工作的最小系統(tǒng)，PC0、PC1端口引出對應(yīng)阻容電路，PD7端口引出蜂鳴器電路。以上電路構(gòu)成了光強(qiáng)測試器的硬件電路，其中光強(qiáng)測試器硬件電路的原理圖如圖1所示，硬件電路的實(shí)物圖如圖2所示。

單片機(jī)用來決定光強(qiáng)度的電路叫做阻容電路。如圖1中PC0、PC1引出的電路。當(dāng)PC0發(fā)送一個(gè)高電平時(shí)，實(shí)質(zhì)上是用5V加在電容上給它充電。幾毫秒后，電容的電壓幾乎達(dá)到5V。如果程序改變I/O端口使端口僅僅監(jiān)測電壓，電容就通過光敏電阻放電。由于電容通過光敏電阻放電，電壓衰減，隨著電荷流失，電壓越來越低。PC0感測到電壓降到1.4 V所用的時(shí)間取決于光敏電阻阻止電容提供的電流流動能力大小。如果由于外界光線比較弱，光敏電阻的阻抗值大，電容就需要更長的時(shí)間放電，反之電容就會很快失去電荷。測量到的衰減時(shí)間可以用來表征光敏電阻的阻值。阻值反過來又表示光敏電阻探測到的光的強(qiáng)弱。

2 結(jié)語

本文結(jié)合ATmega系列單片機(jī)原理等相關(guān)的知識，利用光敏電阻對光強(qiáng)測試器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。光敏電阻接收外界光線，不同的光照強(qiáng)度使光敏電阻變成不同阻值的電阻，結(jié)合單片機(jī)從而測試出不同的光照強(qiáng)度，并能顯示出光照等級，以便人們能夠更好的控制不同場合的光照強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

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