q基于光电传感器测距系统设计Word文档下载推荐.docx

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本文选择的是光敏电阻作为光电元件，硫化镉（Cds）,光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1~10血；

在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。

2、系统功能的描述

在测量物体距离时我们采用的时光敏电阻作为本次课题的光电传感器。

距离

的变化引起光照强度的变化，进而光敏电阻的阻值发生变化，最终引起电路的输出电压的变化。

本课题是以AT89C5单片机、AD0804专换器核心器件，ADC0804将电路中的模拟信号转换成数字信号送入单片机进行数据的处理，最后通过LCD

液晶将电路的电压显示出来。

3、系统原理框图

4、系统结构分析：

（1）光电传感器（信号采集部分）

采用光敏电阻作为信号采集器件，光敏电阻是基于光电导效应的一种光电器件，无光照时，光敏电阻值（暗电阻）很大，电路中的（暗电流）很小，当受到光照时，半导体材料电导率增加，，电阻减小，其阻值随光照强度而减小。

光敏电阻作为光电式传感器的一种，它具有灵敏度高，光谱响应范围宽，体积小，重量轻，机械强度高，耐冲击，耐震动，抗过载能力强和寿命长等优点，所以选择光敏电阻采集光照信号，把不同的光照强度转化为不同的电阻值。

把光敏电阻串联在直流电路中即可把不同的电阻值转化为不同的电压值。

把对光电信号的处理

转化为对电压信号的处理

（2）ADC0804（信号处理部分）

AD080是一只具有20引脚8位CMO连续近似的A/D转换器，将光敏电阻采集到的电压模拟量信号转换成数字量的信号。

（3）AT89C52数据处理部分）

AT89C5是一个低电压，高性能CMOS位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM。

在本次课题中，AT89C5将AD0804专换出来的数字信号进行处理，处理完成将电压通过显示器显示出来，AT89C5和AD0804勺接线图如原理图所示。

（4）LCD液晶显示（显示部分）

将电压信号通过显示器显示出来，距离的改变直接通过电压显示出来，电压的大小近似取决于距离的远近。

1、主要硬件器件的功能介绍

1、AD0804的结构图

2、ADC0804弓I脚功能的介绍

（1）引脚1（CS）:

ChipSelect，与RDWR接脚的输入电压高低一起判断读取或写,入与否，当其为低位准（low）时会active。

（2）引脚2（RD）:

Read。

当CS、RD皆为低位准（low）时，ADC0804会将转换后的数字讯号经由DB7~DB0输出至其它处理单元。

（3）引脚（WR）:

启动转换的控制讯号。

当CS、WR皆为低位准（low）时，ADC0804做清除的动作，系统重置。

当WR由0-1且CS=0时，ADC080会开始转换信号，此时INTR设定为高位准（high）。

（4）引脚4、引脚19（CLKIN、CLKR）

频率输入/输出。

频率输入可连接处理单元的讯号频率范围为100kHz至800

kHz。

而频率输出最大值无法大于640KHz—般可选用外部或内部来提供频率。

（5）引脚5（INTR）:

中断请求。

转换期间为高位准（high），等到转换完毕时INTR会变为低位（low）告知其它的处理单元已转换完成，可读取数字数据。

（6）引脚&

引脚7（VIN（+）、VIN（-））:

差动模拟讯号的输入端。

输入电压VIN=VIN（+）—VIN（-），通常使用单端输入，而将VIN（-）接地。

（7）引脚8（AGND）:

模拟电压的接地端。

（8）弓I脚9（VREF/2）:

模拟参考电压输入端。

VREF为模拟输入电压VIN的上限值。

若引脚9空接，则VIN的上限值即为VCC

（9）引脚10（DGND）:

数字电压的接地端。

（10）引脚11~引脚18（DB7~DB0）:

转换后之数字数据输出端。

（11）引脚20（Vcc）:

驱动电压输入端

3、A/D转换电路

LCD1

LM016L

A/D转换电路如图所示，由于PROTUE仿真软件不能仿真光敏电阻接受光照

01234

后电阻的变化，故在ADC0804的输入端加一滑变电阻器，来代替光敏电阻产生的12345670〜4.92V模拟电压，经过A/D转换后送到单片机的P1口，从而实现电路的仿真。

4、AT89C52的结构图

T2/P1.0r

1

3Vcc

T2EX/PL1匚

233

□P0.O/ADO

Pk2匸

338

□P0.1/AD1

PL3匚

437

3P0.2/AD2

P14C

536

□P0.3/AD3

Pk5r

635

□P0.4/AD4

Pl,6c

734

5PO.5/AD5

Fl.T匸

833

□PO.6/ADG

RSTr

9i32

3PO.7/AD7

KHD/P3.0匚

1031

□EA/VPP

TXD/P3.1匚

1130

□ALE/FROC

IHT0/P3.2匚

1229

3PESN

IHTT/P3.3匚

1323

□P2.T/A15

T0/P3.4r

1427

3?

2.6/114

T1/P3.5匚

152&

3F2.5/JL13

TO/P3.6C

1625

1P2.4/U2

KE/P3,7匚

IT24

3P2.3/A11

XTAL2匚

1823

□P2.2/A1D

XTAL1匚

1922

□P2.1/A9

PDIPc

2021

5P2.0/A8

5、AT89C52单片机概述

AT89C52是美国Atmel公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复檫写的程序存储器和12B的随机存取数据存储器（RAM，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51旨令系统，

片内配置通用8位中央处理器（CPU和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可灵活应用于各种控制领域。

AT89C52单片机属于AT89C5仲片机的增强型，与Intel公司的80C52在引脚排列、硬件组成、工作特点和指令系统等方面兼容。

其主要工作特性是：

1）片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次；

2）片内数据存储器内含256字节的RAM;

3）具有32根可编程I/O口线；

4）具有3个可编程定时器；

5）中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构；

6）串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口；

7）具有一个数据指针DPTR;

8）低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式；

9）具有可编程的3级程序锁定位；

10）AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V；

11）AT89C52最高工作频率为24MHz

6、AT89C52的各引脚功能：

•P0口：

P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端

口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

•P1口：

P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口写“1”通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。

作输入口使用时，因为内部存在上

拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。

与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。

•P2口：

P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口P2写“1”通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）o在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。

Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。

•P3口：

P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。

此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻

输出电流（IIL）oP3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

•RST复位输入。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

•ALE/PROG:

当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存

允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是：

每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对Flash存储器编

程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）o如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。

该位置位后，

只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。

此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。

•PSEN程序储存允许（PSEN）