传感器课程设计.docx
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传感器课程设计
目录
1.摘要2
2.系统总体设计方案2
2.1设计要求2
2.2总体框图2
3.系统硬件设计2
3.1总体电路图2
3.2组成模块介绍2
4.元件清单2
5.系统调试与测量结果2
5.1程序流程图2
5.2程序代码2
6.测量结果分析2
7.心得体会2
8.参考文献2
基于光敏电阻的简易传感器
——光感自动控制百叶窗
1.摘要
本设计题目是光感自动控制百叶窗，用光照的强弱来改变光敏电阻的阻值大小，采用了MS-C51单片机为主控制电路，用数码管显示光照强度值,进而控制步进电动机控制百叶窗的旋转包括正转、反转和暂停。
本设计电路各个部分电路的设计原理及功能都能实现，要求对各种基本的电子元器件，电阻、电容、二极管、三极管等熟悉，掌握Proteus仿真软件的运用、Protel99SE工具软件等绘图软件，并加以运用。
用单片机内部的AD转换实现模拟转化为数字量，通过编程控制各个外围电路并实现其功能。
本设计具有有线路简单、结构紧凑、价格低廉、性能优越等特点。
单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于各领域各方面。
本次设计是以单片机为核心，加上其他器件，设计电路来实现百叶窗的控制。
2.系统总体设计方案
2.1设计要求
单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于各领域各方面。
本次设计是以单片机为核心，加上其他器件，设计电路来实现百叶窗的控制。
利用光敏电阻与标准电阻串联输入模拟信号，通过ADC0809芯片转换成数字信号传送给单片机，通过单片机处理并控制LCD显示当前的测量光强值，以及输出步进电动机的驱动信号，再利用达林顿管ULN2003提高单片机的输出功率驱动步进电动机。
2.2总体框图
3.系统硬件设计
3.1总体电路图
3.2组成模块介绍
单片机：
AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
AD转换模块：
将光敏电阻用滑动变阻器代替。
R10为标准10K电阻，RV1为10K滑动变阻器，以代替光敏电阻仿真。
由于仿真软件只支持ADC0808芯片仿真，故在仿真时使用此芯片，实际电路板中选用了ADC0808。
处于实际电路板焊接时候引脚选用方便考虑，选用IN7输出口。
即将模拟输入选择口ADDA、ADDB、ADDC接入VCC。
处于实际电路焊接考虑，将ST接入P3.0口，EOC接入P3.1口，OE接入P3.2口，CLK接入P3.3口，具体电路如右图。
步进电动机驱动：
如果直接用单片机驱动步进电动机，因为单片机的输出电流太低，功率不够，无法驱动步进电动机，故接入达林顿管ULN2003来增加输出功率，处于实际电路焊接考虑，使用P3.4~P3.7端口。
电路如下图
暂停控制：
用开关控制，开关闭合时步进电动机暂停，LCD显示暂停状态（*字符），但依旧可以测量出光强值。
LCD显示：
LCD接口如图所示，由于单片机P0口和P2口在单片机的右边，故将LCD的输入口和控制口分别接入P0和P2口，由于P0口无上拉电阻，故接入LCD时接入一排上拉电阻。
如右图
4.元件清单
数量
元件名称
参数
1
AT89C51
1
LCD
LM016L
1
RESPACK-8
1
ULN2003A
1
RES
10K
1
POT-HG
10K
1
SW-SPST
1
MOTOR-STEPPER
+5V
1
ADC0808
5.系统调试与测量结果
5.1程序流程图
5.2程序代码
#include
unsignedcharget_data;
unsignedinttemp;
unsignedcharcodetab1[]="welcomeon!
";
unsignedcharcodetab2[]="light:
";
unsignedcharcodetab3[]="mcd";
sbitST=P3^0;
sbitEOC=P3^1;
sbitOE=P3^2;
sbitCLK=P3^3;
sbitA1=P3^5;
sbitB1=P3^6;
sbitC1=P3^7;
sbitD1=P3^4;
sbitRS=P2^0;
sbitRW=P2^1;
sbitE=P2^2;
sbitkey=P2^4;
#definer1{A1=1;B1=1;C1=1;D1=0;}
#definer2{A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}
#definer3{A1=1;B1=1;C1=0;D1=1;}
#definer4{A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}
#definer5{A1=1;B1=0;C1=1;D1=1;}
#definer6{A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}
#definer7{A1=0;B1=1;C1=1;D1=1;}
#definer8{A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}
voidtimer（）
{
TMOD=0x10;
TH0=（65536-190）/256;
TL0=（65536-190）%256;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
}
voiddelay（unsignedintt）
{
inti,j;
for（i=t;i>0;i--）
for（j=112;j>0;j--）;
}
writecom（unsignedcharcom）
{
RS=0;
RW=0;
P0=com;
E=0;
delay
（1）;
E=1;
delay
（1）;
E=0;
}
writedata（unsignedchardate）
{
RS=1;
RW=0;
P0=date;
E=0;
delay
（1）;
E=1;
delay
（1）;
E=0;
}
voidwritecount（unsignedintData）
{
switch（Data）
{case0:
writedata（0x30）;break;
case1:
writedata（0x31）;break;
case2:
writedata（0x32）;break;
case3:
writedata（0x33）;break;
case4:
writedata（0x34）;break;
case5:
writedata（0x35）;break;
case6:
writedata（0x36）;break;
case7:
writedata（0x37）;break;
case8:
writedata（0x38）;break;
case9:
writedata（0x39）;break;
}
}
voidbujin（unsignedintpd）
{
if（pd）
{
r1
delay（5）;
r2
delay（5）;
r3
delay（5）;
r4
delay（5）;
r5
delay（5）;
r6
delay（5）;
r7
delay（5）;
r8
delay（5）;
}
else
{
r8
delay（5）;
r7
delay（5）;
r6
delay（5）;
r5
delay（5）;
r4
delay（5）;
r3
delay（5）;
r2
delay（5）;
r1
delay（5）;
};
}
voiddisp（unsignedinta）
{
unsignedintc;
a*=4;
writecom（0xc0+7）;
writecount（a/1000）;
writecom（0xc0+8）;
writecount（a%1000/100）;
writecom（0xc0+9）;
writecount（a%100/10）;
writecom（0xc0+10）;
writecount（a%10）;
writecom（0xc0+11）;
for（c=0;c<3;c++）
writedata（tab3[c]）;
}
pduan（unsignedinta）
{
unsignedintx;
if（a<51）x=0;
elseif（a<102）x=1;
elseif（a<153）x=2;
elseif（a<204）x=3;
elsex=4;
return（x）;
}
main（）
{
unsignedintcompare=0;
unsignedintdji;
unsignedinti,j,k;
writecom（0x38）;
writecom（0x0c）;
writecom（0x06）;
writecom（0x80+1）;
for（i=0;i<11;i++）
writedata（tab1[i]）;
writecom（0xc0+1）;
for（j=0;j<6;j++）
writedata（tab2[j]）;
timer（）;
while
（1）
{
ST=0;
OE=0;
ST=1;
ST=0;
while（EOC==0）;
OE=1;
get_data=P1;
OE=0;
temp=get_data;
disp（temp）;
dji=pduan（temp）;
writecom（0x80+14）;
writedata（0x2a）;
if（key）
{
writecom（0x80+14）;
writedata（0x20）;
if（dji>compare）
{
for（k=25*（dji-compare）;k>0;k--）
bujin（0）;
compare=dji;
}
elseif（dji{
for（k=25*（compare-dji）;k>0;k--）
bujin
（1）;
compare=dji;
}
elsecompare=dji;
};
};
}
voidt0（void）interrupt1using0
{
TH0=（65536-190）/256;
TL0=（65536-190）%256;
CLK=~CLK;
}
6.测量结果分析
当光敏电阻受光照强度的不同时电阻值改变，进而改变步电机的转速与方向，是室内的采光程度最好。
如果想自己手动改变采光度，停止步电机的工作可以关闭开关。
7.心得体会
通过这一次的电路设计，掌握了LCD液晶显示、AD转换和步进电动机驱动的方法，对单片机运用技术又有了进一步的提高。
单片机可以驱动电路和实现的功能多种多样，对单片机的灵活运用显然还欠缺许多知识，但经过这次的课程设计，相信对单片机的各方面可以慢慢学习渗透，将其融会贯通。
仿真时LCD无任何字符显示，检查源程序的LCD初始化是否正确，修改错误，重新载入源程序仿真。
显示的转换数据为错乱数据，网上查阅ADC0809芯片功能书发现改芯片的输出口与IO口的高低位相反，OUT0~OUT7为高位到低位，恰与我们平时定义的相反。
8.参考文献
《传感器与检测技术》陈杰黄鸿编著
《基于单片机的百叶窗设计》网络文献
《单片机应用实例》网络文献
《沈阳理工大学传感器实验指导书》刘军冯艳君编著
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