基于單片機控制的光強測試器的設計

劉會巧

摘要：本文以ATmega8單片機作為控制中心，通過使用光敏電阻對光的靈敏度設計光強測試器。該儀器可以實現測試不同等級的光照強度，并能夠顯示光照等級，并對無光狀態進行報警的功能。

關鍵詞：單片機；光敏電阻；光照強度；等級

中圖分類號：TP316.2 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）08-0003-02

光強測量器與人們的生活密切相關，不同的場所對于照度的要求不同，如果沒有合理控制好照度，會直接影響生產和生活，甚至影響到健康和安全，所以有必要對不同的場所利用光強測試器進行光強測量控制。因此本文通過用單片機設計結合光敏電阻進行對光強測試器的設計。

1 系統設計方案

1.1 設計目的

本文的設計目的是光強測試器能夠測試不同的光照強度等級，并顯示出光強等級，對無光狀態進行報警。

為了實現此功能，我們需要AVR單片機，需要光敏電阻實現測試光照強度，光敏電阻根據外界光線的強弱改變它的阻值；用阻容電路根據光敏電阻阻值變化導致電容充放電時間不同來判定光強；需要蜂鳴器，當沒有光線的時候進行報警。

1.2 軟件設計

根據光照強度器的設計目的，我們需要對AVR單片機進行編程以便實現顯示光強等級等功能。

其中實現輸出光強等級的程序：

TCNT0=0； TCNT1=0； //定時器清零

DDRC&=～_BV（PC0）；DDRC&=～_BV（PC1）；

while（（PINC&0x01）！=0&&（PINC&0x02）！=0）；

count=（TCNT1+TCNT0）/2；

if（time>0&&time<=count/3） //光敏電阻阻值小

printf（“The rank of intensity is 1＼n”）； //輸出光強級別為1

else if（time>count/3&&count<=2count/3）

printf（“The rank of intensity is 2＼n”）； //輸出光強級別為2

else（time>2count/3&&time

1.3 硬件設計

本文用AVR單片機控制光強測試器。其中單片機上的PB6、PB7端口引出時鐘電路，PC6端口引出復位電路，時鐘電路及復位電路以及單片機的供電和接地電路構成了單片機工作的最小系統，PC0、PC1端口引出對應阻容電路，PD7端口引出蜂鳴器電路。以上電路構成了光強測試器的硬件電路，其中光強測試器硬件電路的原理圖如圖1所示，硬件電路的實物圖如圖2所示。

單片機用來決定光強度的電路叫做阻容電路。如圖1中PC0、PC1引出的電路。當PC0發送一個高電平時，實質上是用5V加在電容上給它充電。幾毫秒后，電容的電壓幾乎達到5V。如果程序改變I/O端口使端口僅僅監測電壓，電容就通過光敏電阻放電。由于電容通過光敏電阻放電，電壓衰減，隨著電荷流失，電壓越來越低。PC0感測到電壓降到1.4 V所用的時間取決于光敏電阻阻止電容提供的電流流動能力大小。如果由于外界光線比較弱，光敏電阻的阻抗值大，電容就需要更長的時間放電，反之電容就會很快失去電荷。測量到的衰減時間可以用來表征光敏電阻的阻值。阻值反過來又表示光敏電阻探測到的光的強弱。

2 結語

本文結合ATmega系列單片機原理等相關的知識，利用光敏電阻對光強測試器進行了設計。光敏電阻接收外界光線，不同的光照強度使光敏電阻變成不同阻值的電阻，結合單片機從而測試出不同的光照強度，并能顯示出光照等級，以便人們能夠更好的控制不同場合的光照強度。

參考文獻

[1]吳智量.基于單片機控制的智能室內光強控制系統[J].航空計算技術，2004，34（2）105-108.

[2]海濤.ATmega系列單片機原理及應用教科書[M].北京：機械工業出版社，2008.1.