示例三、光照度测试仪-阿里云开发者社区

示例三、光照度测试仪

2024-05-13 40

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简介： 示例三、光照度测试仪

通过以下几个示例来具体展开学习,了解常用的集成温度传感器基本原理、性能与应用，学习光敏电阻的光照特性和伏安特性:

示例三、光照度测试仪

一、基本原理：在光线的作用下，电子吸收光子的能量从键合状态过渡到自由状态，引起电导率的变化，这种现象称为光电导效应。光电导效应是半导体材料的一种体效应。光照愈强，器件自身的电阻愈小。基于这种效应的光电器件称光敏电阻。光敏电阻无极性，其工作特性与入射光光强、波长和外加电压有关。实验原理图如图。

1、光照度测试仪的系统结构

为简化系统设计，光照度测试仪系统采用光敏电阻感测环境光照度，在不同的光照强度环境下，光敏电阻的阻值会发生改变，从而将光信号转换为电信号。然后进行A-D转换得到对应的数字电压值，再由单片机根据电压与光照强度的换算关系计算出光照度，送数码管显示。其系统构成如图所示。

2、光照度测试仪的硬件设计

光照度测试仪选用AT89C51单片机，价格便宜，型号丰富。光敏电阻选用硫化镉光敏电阻，具有灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小、重量轻、机械强度高，耐冲击、耐振动、寿命长等优点。但其光照特性是非线性的，需要进行调理。AD转换器选用AD083，其时序如图4-61(a)所示。具有体积小，功耗低等优点。显示电路选用共明极数码管，简化了软件设计。其系统电路如图所示

3、光照度测试仪的软件设计

系统启动后，首先进行初始化。然后启动ADC0831进行A-D转换，单片机读取转换数据，对数据进行判断，根据数据范围，进行指定的调理。最后送数码管显示。其流程如图所示。

4、光照度测试仪的数据处理

由于光敏电阻的光照一电阻特性是非线性的，所以光敏电阻分压以后的输出电压也是非线性的，如图所示。曲线变化没有规律，需要对其分段调理。

首先将该曲线分成若干小线段，将这些小线段近似看成线性曲线，计算出补偿规律。由于每一个小线段的变化规律都不同，所以，每个小线段的补偿方法也不同。如光照较弱时，曲线如图所示；如光照适中时，曲线如图所示；如光照较强时，曲线如图所示。

根据光敏电阻的输出电压，将曲线分为下列区间，分别进行补偿：

5、源程序

date=Read_ADC0831()*100;//保留两位小数点后有效数字
date=date/51;           //AD转换得到的电压数值与本来电压保持一致
               //当ADC转换5V电压时，对应255即date=255*100/51=500
  if(date>461 && date<=494)
  {
   date=date*(-3.1818);
   date=date+1576.35;
   date=date/10;
  }
  else if(date>438 && date<=461)
  {
   date=date*(-3.6364);
   date=date+1782.74;
   date=date/10;
  }