基于单片机控制的光强测试器的设计

刘会巧

摘要：本文以ATmega8单片机作为控制中心，通过使用光敏电阻对光的灵敏度设计光强测试器。该仪器可以实现测试不同等级的光照强度，并能够显示光照等级，并对无光状态进行报警的功能。

关键词：单片机；光敏电阻；光照强度；等级

中图分类号：TP316.2 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）08-0003-02

光强测量器与人们的生活密切相关，不同的场所对于照度的要求不同，如果没有合理控制好照度，会直接影响生产和生活，甚至影响到健康和安全，所以有必要对不同的场所利用光强测试器进行光强测量控制。因此本文通过用单片机设计结合光敏电阻进行对光强测试器的设计。

1 系统设计方案

1.1 设计目的

本文的设计目的是光强测试器能够测试不同的光照强度等级，并显示出光强等级，对无光状态进行报警。

为了实现此功能，我们需要AVR单片机，需要光敏电阻实现测试光照强度，光敏电阻根据外界光线的强弱改变它的阻值；用阻容电路根据光敏电阻阻值变化导致电容充放电时间不同来判定光强；需要蜂鸣器，当没有光线的时候进行报警。

1.2 软件设计

根据光照强度器的设计目的，我们需要对AVR单片机进行编程以便实现显示光强等级等功能。

其中实现输出光强等级的程序：

TCNT0=0； TCNT1=0； //定时器清零

DDRC&=～_BV（PC0）；DDRC&=～_BV（PC1）；

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

count=（TCNT1+TCNT0）/2；

if（time>0&&time<=count/3） //光敏电阻阻值小

printf（“The rank of intensity is 1＼n”）； //输出光强级别为1

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

printf（“The rank of intensity is 2＼n”）； //输出光强级别为2

else（time>2count/3&&time

1.3 硬件设计

本文用AVR单片机控制光强测试器。其中单片机上的PB6、PB7端口引出时钟电路，PC6端口引出复位电路，时钟电路及复位电路以及单片机的供电和接地电路构成了单片机工作的最小系统，PC0、PC1端口引出对应阻容电路，PD7端口引出蜂鸣器电路。以上电路构成了光强测试器的硬件电路，其中光强测试器硬件电路的原理图如图1所示，硬件电路的实物图如图2所示。

单片机用来决定光强度的电路叫做阻容电路。如图1中PC0、PC1引出的电路。当PC0发送一个高电平时，实质上是用5V加在電容上给它充电。几毫秒后，电容的电压几乎达到5V。如果程序改变I/O端口使端口仅仅监测电压，电容就通过光敏电阻放电。由于电容通过光敏电阻放电，电压衰减，随着电荷流失，电压越来越低。PC0感测到电压降到1.4 V所用的时间取决于光敏电阻阻止电容提供的电流流动能力大小。如果由于外界光线比较弱，光敏电阻的阻抗值大，电容就需要更长的时间放电，反之电容就会很快失去电荷。测量到的衰减时间可以用来表征光敏电阻的阻值。阻值反过来又表示光敏电阻探测到的光的强弱。

2 结语

本文结合ATmega系列单片机原理等相关的知识，利用光敏电阻对光强测试器进行了设计。光敏电阻接收外界光线，不同的光照强度使光敏电阻变成不同阻值的电阻，结合单片机从而测试出不同的光照强度，并能显示出光照等级，以便人们能够更好的控制不同场合的光照强度。

参考文献

[1]吴智量.基于单片机控制的智能室内光强控制系统[J].航空计算技术，2004，34（2）105-108.

[2]海涛.ATmega系列单片机原理及应用教科书[M].北京：机械工业出版社，2008.1.