基于单片机的热释红外报警与节能照明装置的设计(3)

（3）光电流亮电流与暗电流之差为光电流。3.光敏电阻的基本特性 

(1)伏安特性

在一定照度下，流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关

系称为光敏电阻的伏安特性。图2-3为光敏电阻的伏安特性曲线。由图可知光敏电阻在一定的电压范围内，其I-U

曲线一条直线。

图2-3硫化镉光敏电阻的伏案特性曲线

（2）光照特性

A

光敏电阻的光照特性是描述光电流I和光强之间的关系，不同

成分的光照特性是不同的，多数光敏电阻光照特性不是线性的（如图2-4）。

0.2

0.4

0.6

0.81.0Φ / lm

1.2

1.4

I / m

图2-4光敏电阻的光照特性

本文是本人的本科毕业设计,传上希望对于学单片机或机电一体化的人有所帮助。

(3)光谱特性

光敏电阻对照射光谱具有选择作用，光敏电阻对不同波长的入射

光有不同的灵敏度。光敏电阻的灵敏度与入射光波长的关系称为光敏电阻的光谱特性，即光谱响应。对不同波长的光，灵敏度是不同的，而且不同材料的光敏电阻光谱响应曲线也不同。图2-5不同材料光敏电阻的光谱特性曲线。

100

Sr / (%)

80604020

λ / A

图2-5光敏电阻的光普特性

（4）频率特性光敏电阻的光电流不能随着光强改变而立刻变化，即光敏电阻

产生的光电流有一定的滞后性，这种滞后性通常用时间常数来表示。大多数的光敏电阻时间常数都较大。不同材料的光敏电阻拥有不同的时间常数（毫秒数量级），因而它们的频率特性也就各不相同。图2-6为不同材料的光明电阻的频率特性。

S / ( %)1080604020f / Hz

图2-6光敏电阻的频率特性

(5)温度特性光敏电阻受温度影响较大。温度变化时，影响光敏电阻的光谱响

应，同时光敏电阻的灵敏度和暗电阻也随之改变，尤其是响应于红外光区域的光敏电阻受温度影响更大。图2-7光敏电阻的光谱温度特性曲线，它的峰值随着温度上升向波长短的方向移动。光敏电阻具有光谱特性好、允许的光电流大、灵敏度高、使用寿命长、体积小等优点，所以应用广泛。

100

S / (%)

806040200

+20 -20

λ / µm

图2-7硫化铅光敏电阻的光谱温度特性曲线

4.性能与特点：

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树脂封装、可靠性好、灵敏度高、光谱特性好。5.光敏电阻的应用

相机自动测光(Cameraautomationphotometry)，电子玩具(Electronictoy)，室内光线控制(Indoorsunlightcontrol)，工业控制(Industrialcontrol)，光控灯(Opticalcontrollamp)，光控开关(Opticalcontrolswitch)，光控音乐I.C(OpticalcontrolmusicI.C)，光电控制(Photoelectriccontrol)，电子验钞机(Electronicproverbialvolitional)，报警器(Annunciator)。

本设计主要应用了光敏电阻的光电控制作用。6．应用光敏电阻的基本电路

电路中的光敏电阻受到光照射时，电流相当强，用电器可以正常工作。而当光敏电阻不受光照射时，阻值增大，电流减弱，用电器停止工作。由图2-8即可清楚的了

解光敏电阻的工作原理。

图2-8光敏电阻原理

7．光敏电阻的应用电路

利用用光敏电阻光照特性，设计了一种光控电路，可做楼道灯，达到白天自动灭灯,夜间自动亮灯的目的。电路中的光敏电阻受到光照射时，电流相当强，用电器可

以正常工作；而当光敏电阻不受光照射时，阻值增大，电流减弱，用电器停地工作。

图2-9光控灯电路图

(二)TLC2543芯片:

TLC2543是一种多通道高精度串行12位A/D转换器

TLC2543是德州仪器公司生产的12位开关电容型逐次逼近模数转换器，它具有三个控制输入端，采用简单的3线SPI串行接口可轻易与微机进行连接，是12位数

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据采集系统的最好的选择器件。A/D、D/A转换器是过程和仪器仪表、设备等检测与控制装置中应用非常的广泛的器件。随着大规模集成电路技术的发展，各精度高、低能耗、编程、成本低的A/D转换器不断推出，使得微机控制系统的电路更加简单可靠。

TLC2543与周围电路的连线其实很简单，有三个控制输入端为CS(片选)、输入/输出时钟断(I/OCLOCK)以及串行数据输入端(DATA数据保持是自动的，转换结束，EOC输出变高。

TLC2543的主要特性如下：●11个模拟接受通道；●采样速率66ksps；●最小转换时间为10μS；●利用SPI串行接口；●线性度的最大误差为±1LSB；●低供电流(1mA典型值)；●掉电模式下的最小电流为4mA；TLC2543引脚排列（如图2-10）

INPUT)。转换器内的14个通

道多路器能够选择11个输入中的任何一个或3个内部自测试电压中的一个，采样和

图2-10TLC2543引脚图

引脚功能说明如下：

AIN0～AIN10：模拟量的输入端，通过内部多路器选择。对于4.1MHz的I/OCLOCK，驱动源阻抗必须小于等于50Ω；

CS：片选端，CS由高到低变化时将复位内部计数器，并控制使能端DATAOUT、DATAINPUT和I/OCLOCK。CS由低到高的变化将在一个设置时间内禁止DATAINPUT和I/OCLOCK；

DATAINPUT：串行数据输入端，串行数据以MSB为前导并在I/OCLOCK的前4个上升沿移入4位地址，用来选择下一个要转换的模拟输入信号或测试电压，之后I/OCLOCK将余下的几位依次输入；

DATAOUT：A/D转换结果三态输出，在CS为高时，该引脚处于高阻状态；当CS为低时，该引脚由前一次转换结果MSB的值置为相应的逻辑电平；EOC：转换结

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束端。在最后的I/OCLOCK下降沿之后，EOC由高电平变为低电平并保持到转换完成及数据准备传输；

VCC、GND：电源正端、地；REF＋、REF－：正、负基准电压端。I/OCLOCK：时钟输入/输出端。

最后方案光控电路设计如下由光敏电路，滑动变阻器，电阻，NPN三极管及运算放大器LM358和模数转换器TLC2543组成（如图2-11）当光敏电阻受到光照时电阻减小，运放同向输入端为低电平A/D转换给单片机低电平；当光照较弱时，电阻增加，运放同向输入端为高电平。光控电路的输出信号经过电压跟随器后，比较微弱的电流信号放大到A/D转换器和和单片机能够识别的电流，将放大转换后的信号传送给单片机完成信号的检测进而驱动照明系统。

将基极电流设定为0.1mA,当有光照时，R13=（Vcc-Vce）/IB=50K,与光敏电阻的的阻值（约为1K到10K）相比，可以忽略。选择100K的滑动变阻器，让基集电流可调，从而控制发射极电流和控制光控电路的灵敏度。集电极电阻为限流电阻。取值为20K。

2.2.2光控检测模块电路图

图2-11光控检测电路图

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综上所述，本系统由光信号采集电路和A/D转换电路组成，其中模数转换是电路的核心。信号经过采集进入A/D转换电路，通过单片机处理后，最终作为系统的应用程序进行开关灯的判断依据。A/D转换器的位数应根据信号的测量范围和精度来选择，使其具有足够的数据长度保证最大量化误差在设计的要求的精度范围之内。本系统信号的测量电压范围为0.00~9.99V，精度为0.01V。

在本次设计中由于带串行控制的 …… 此处隐藏：3166字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……