光照强度自动检测显示系统设计.docx

1、光照强度自动检测显示系统设计设计题目：光照强度自动检测显示系统设计一、题目的认识理解本次设计题目是光照强度自动检测显示系统设计，既然是系统 设计，我们可以将其分解为模块，把复杂问题简单化。数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号 从而进行测量计算。测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为 电压信号分档输出，用于显示和报警。显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时 蜂鸣器报警。二、设计任务要求：设计一个光照强度自动检测、显示、 报警）系统，实现对外界 三种不同条件下光强的分档指示和报警 弱、适宜、强）1、方案的设计 根据题目选定光照强度自动检测所用的光电

2、传感器类型；1）自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下 光电传感器的输出；2）传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；3）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电 路原理图的设计；4）完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选 型、系统中各个参数的计算 备注： 1. 含各种元件参数的计算过程或 依据 2. 选定最接近计算结果的元件规格）；5）设计结束后，进行仿真调试。2、仿真调试方案利用： Multisim 等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设

3、计的合理性； 给出系统整机电路图 利用 PROTEL 软件做出原理图 SCH 文件 和 PCB 文件）。3、完成课程设计报告。三、设计所需基础知识及工具1、基础知识 电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大 器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特 性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及 应用、测量电路等部分知识。2、设计工具电子电路 EDA 仿真软件： Multisim电子线路设计软件： Protel99SE。四、方案设计及其论证 R3三管都不亮弱光R2RXR3一管亮适宜R1RXR2两管亮强光RXR1三管都亮，蜂鸣器响设计电路，应完成以上功能2、电路的结构、组成

4、方块图:从电路原理图看其实很简单，右边三个比较器部分电路完全相同。结构分析如下：1） 供电电源 VCC=12V，给分压电路、比较器、发光管、蜂鸣器供 电。2） 分压电路。包括光敏电阻分压和基准电阻分压。3） 比较电路。比较器的两个比较端一个从光敏电阻一端引出，接入 比较器负比较端，另一个从三个基准电阻分压端引出，接入比较器 正比较端。若光敏电阻比较端阻值大于基准电阻，则分压也大于基 准电阻，比较器输出为负，反之亦然。4） 显示报警电路。比较器输出端通过限流电阻 Rc接发光二极管，同时为防止比较器无法驱动发光管，输出端通过上拉电阻 Rb接电源，以提供足够功率。最小基准电阻发光管并联蜂鸣器。3、各

5、部分单元电路间关系:为了分析各部分单元电路之间的关系，我以信号流程做主轴，分析 如下：1） 信号采集，光敏电阻处于被测环境感光，会有一感光阻值，计为 RX原理图中用两个滑动变阻器代替）。这样就把被测光信号转化 为电信号。2） 信号测量，为了知道光敏电阻的阻值在所分的哪档之间，需要进 行测量比较。分压电路和比较电路就是完成此功能。光敏电阻和基 准电阻分别分压接入比较器两端 (a)黑暗状态b )弱光状态c）适宜状态vd）强光状态 蜂鸣器响）十、附件3:元器件清单及成本估算 附页3)元器件数量价格直流电源119光敏电阻10.5电阻131.3比较器31.45 个）发光二极管31.08蜂鸣器10.15总计23.43