论文总字数：19502字

摘 要

照度与人们的生活有着密切的关系。在一些特定场合充足的光照，可防止人们免遭意外事故的发生。反之，过暗的光线可引起人体疲劳的程度远远超过眼睛的本身。因此，不适或较差的照明条件是造成事故和疲劳的主要原因之一。现有统计资料表明，在所有职业劳动的事故中约有30%是直接或间接因光线不足所造成的。对体育场（馆）的光照要求是非常严格的，光照过强或过暗都会影响比赛的效果。

　　 本论文共分四部分：第一部分为光电池特性介绍及实验特性参数，第二部分为电路方案设计和电路实现，第三部分为利用Protel 99SE进行电路设计，第四部分为电路实物制作与调试。

关键词：照度，A/D转换，PROTEL仿真

Design and implementation of intelligent tester according to the brightness

Abstract

Illumination and people's lives are closely related. In some specific occasions plenty of light, to prevent people from accidents. Conversely, too dark light can cause fatigue far beyond the extent of human eye itself. Therefore, discomfort or poor lighting conditions is one of the main causes of accidents and fatigue. Available statistics show that about 30% of all occupational accident labor is directly or indirectly caused due to insufficient light. Of the stadium (museum) lighting requirements are very strict, the light is too strong or too dark effect will affect the game.

The paper is divided into four parts: The first part describes the characteristics of photovoltaic cells and experimental parameters, the second part is the circuit design and circuit implementation, and the third part is the use of Protel 99SE circuit design, the fourth part is the physical production and debugging circuits.

Keywords: Illumination, A / D conversion, PROTEL simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 概述 3

1.1前言 3

1.2照度计发展方向 3

1.3本论文的研究内容及结构安排 6

第2章 方案选择与基本理论 7

2.1实现方案 7

2.2 光传感器电特性 8

2.3光照强度 9

第3章 系统硬件电路设计 11

3.1信号采集电路 11

3.2 前级信号放大电路 12

3.3 模数转换电路 12

3.4数据处理电路 16

3.5显示电路 17

第4章 软件设计 20

4.1单片机程序编制的方法介绍 20

4.2软件编程的实现 20

4.3 A/D转换子程序 21

4.4中断服务子程序 21

4.5 数据处理子程序 22

4.6显示子程序 23

第5章 仿真调试 24

5.1调试平台 24

5.2 零输入电压调试 25

5.3最大输入电压调试 26

5.4自制照度计定标 27

5.5仿真程序.......................................................................28

第6章 总结与设计心得 34

参考文献 35

致 谢 37

第一章 概述

前 言

随着数字技术的发展，模拟技术的缺陷日益明显，数字仪器取代模拟仪器已经成为电子仪器的发展趋势。并且在医学研究方面和农业养殖方面，照度仪的用处越来越大。在照度测量方面，一般照度仪精确度很低，读数不方便且误差较大，已经逐渐被淘汰。而数字照度仪集读数方便、迅速、精确度高等特点于一体，优势明显，成为实验室乃至市场的首选。国外数字照度仪的发展已经有好多年的历史，而且许多企业在生产照度仪。例如德国的testo540。照度仪适合人眼光谱的传感器具有读数锁定功能，便于读数，显示最大/最小值。还有各种特殊功，特殊环境下用的照度仪，如水下照度仪，顾名思义就是在水下使用的照度仪；另外紫外线照度仪，可测量220到270纳米，可用于卫生、医疗、化工、电子、航天等行业。现在数字照度仪正在向着分辨率高、小巧便捷、反应迅速的方向发展。数字照度仪在国内的发展起步虽然比较晚，但是发展速度非常迅猛。例如广州宏诚集团电子科技有限公司、陕西华夏亨通电子科技有限公司等产的照度仪就可以和技术先进国家的照度仪相媲美。精美的光度测量、折叠式设计、方便携带等都是国内照度仪的优点。但是市场上的常用的照度仪，动辄几千元，对于要求不高的小用户话费的确太高。故做此简易照度仪，仅利用光敏电阻、AT89C51和LED共阳极数码管等少量元器件，花费不过几十元，但读数迅速、方便，制作简单，原理易懂。

照度计发展方向

当前照度计基本上分为两种方案，一种方案是采用光电传感器元件把光信号转变成电信号、电信号进过放大和A／D转换，最后由LED数码管或LCD显示出测量数据；另一方案就是在A／D转换器后面再加一个单片机来控制整个系统的工作。同时传感器配制V(R)修正滤光片，符合国际照明委员会(CIE)定的人眼视觉特性，并配有余弦校正器，使传感器对不同角度光的响应值符合余弦法则，对点、线、面光源及各种不同颜色的可见光能准确测量^【24】。

照度计作为一种数字式仪表随着新技术和新工艺的不断发展，将有以下发展趋势：

(1)最先应用新的科学研究成果，高新技术大量采用仪器仪表装置不仅本身已成为高技术的新产品，而且利用新原理、新概念、新技术、新材料和新工艺等最新科技成果集成的仪器仪表装置和系统层出不穷。

(2)模块化的发展方向

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