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1、,设计者:计润芝 成员:蔡明明、赵有星、徐茂新,便携式光照强度测试仪,1、项目背景说明,1) 现代化蔬菜大棚需要控制光照强度,从 而使蔬菜快速正常生长。 2)禽舍需要控制光照强度,使动物健康正常 生长。 3)人们的生活环境(学生的学习环境,办公 室,工厂等)需要控制光照强度,使人们 有一个好学习生活环境。 因此,适宜的光照强度对农业生产以及人们的生活有很重要的意义。,2、详细设计需求,光强仪为可移动式,供电可采用锂电池等供电; 光照强度能够在彩屏TFT直观显示,并且能够指示当前强度是否适宜或偏低或偏高以及当时时间; 光照强度的高低阈值用户可以通过手动自行设定。,3、解决方案,1、用STC12L
2、E5a60s2单片机进行设计。 2、使用彩屏TFT液晶显示器显示数据。 3、用光强传感器TSL2561来接收外界光照强度。 4、AMS1117转换供电电压。 5、SP3232转换信号电压。,4、实验电路,STC12LE5a60s2单片机 电路板 电路原理图设计 实物图 PCB图设计 三维视图,STC12LE5A60S2,STC12LE5A60S2,单片机:STC12C5A60S2是一种低功耗、高性能新一代单片机,具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。具有以下标准功能:1280字节RAM, 通用I/O 口线(36/40/44),看门狗定时器,有EEPROM功能,内部集成MAX810专用复位
3、电路,2路PWM,4个16 位 定时器定时器/计数器,全双工串行口。,光强测试仪系统结构示意图,光强传感器 TSL2561,中心系统,信号转换 SP3232,液晶显示器 TFT,单片机 STC12LE5a60s2,电源部分,系统模块,本设计系统共包含以下几个模块: 主控模块:单片机、复位电路、晶振、按键、开关等 采集模块:单片机、光强传感器 外设模块:TFT彩屏显示、WTV020语音模块、DS1302实时时钟模块 驱动模块:语音驱动、彩屏驱动、DS1302驱动、光强传感器驱动 通信模块SP3232串行通信,5、电路原理图,光强测试仪实物图,6、电源,示意图,电源模块原理,电源模块原理:本电路将
4、USB电流作输入,通过滤波、稳压等将电流转换成稳定的电压给系统供电,7、TSL2561,1 高速、可编程芯片TSL2561作为光强传感器,对光照强度进行测量。 2 TSL2561具有直接I2C接口,用于将光照强度转换成数字信号输出。 3 内部有两个光敏二极管,光照产生的电流将通过积分式A/D转换器转换为数字,分别存入芯片内部各自的寄存器中。 4 微控制器可以通过IIC总线对芯片进行访问。,传感器原理图(TSL2561),1、3管脚分别是供电和接地,工作范围是2.73.5V。 2管脚为器件访问地址引脚。 4、6分别是IIC时钟总线和数据线 5为中断信号输出引脚,当光强超过设定的光强时,器件会输出
5、一个中断信号。,光传感器实物图TSL2561,8、彩屏液晶,彩屏TFT液晶显示器,TFT驱动电压接口V0 寄存器选择输入端RS 读写控制R/W(0时读,1时写) 使能信号输入端E(读时为高电平,写时为下降沿),9、串口电路,WTV020语音驱动,WTV020语音驱动:是OTP一次性诧音芯片;具有6KHz卑声道采样旪,最大时长20s诧音支持DAC输出以及PWM输出两种方式;内置功放输出,可直接驱劢0.5W喇叭;内嵌高速DSP处理器内核处理器,具有强大的可编程能力;内置16-bit DAC转换器,内置PSG诧音合成器,音质高,优于市面上传统的诧音芯片;休眠任意控制,休眠静态电流功耗低于2uA;,W
6、TV020语音原理图,时钟模块,DS1302:,DS1302可以对年、月、日、时、分、秒进行计时,且具有闰年补偿等多种功能,工作电压为2.5V5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信,并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个318的用于临时性存放数据的RAM寄存器。采用串行数据传输,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。,PCB图,5)电路板,10主要的程序,1.)彩屏TFT液晶显示程序 2.)SP3232串口程序 3.)IIC总线程序 3.)TSL2561程序 5.)单片机main程序,主程序:,1
7、)光强传感器头文件 #ifndef _ts2561_H_ #define _ts2561_H_ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit sda=P02; sbit sclk=P00; uchar CH0L,CH0H,CH1L,CH1H; uint data0,data1;,(2)DS1302,#ifndef _ds1302_H_ /实时时钟芯片 #define _ds1302_H_ #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned
8、int uchar time_buf7=0,1,9,22,8,1,12; /秒分时日月周年 sbit clk_1302=P10; sbit dat_1302=P11; sbit rst_1302=P12; char second,minute,hour; char hour,date,month,year,week; void writebyte_ds1302(uchar addr,uchar da)/*向ds1302中写入一字节数据地址数据*/ uchar readbyte_ds1302(uchar addr) /*从ds1302中读出一字节数据*/ void writetime_ds130
9、2()/*写入时钟数据*/ void readtime_ds1302()/*从ds1302中读出数据*/ .,(3)彩屏,#include“tft_lcd.h“ #include“ds1302.h“ #define uchar unsigned char #define uint unsigned int #define ushort unsigned short /清屏函数输入参数:bColor 清屏所使用的背景,(4)WTV020,#include #include“WTV020.h“ sbit rst=P00; sbit clk=P01; sbit sda=P02;,(5)主函数,#in
10、clude #include“lcd.c“ #include“tsl2561.h“ #include“sound.h“ #include“ds1302.h“ sbit up=P32; sbit down=P17; sbit time=P33; sbit play =P34; / 播报当前光照强度 sbit nian =P35; / 播报年月日 时间 sbit mode =P36; / 选择环境 sbit bo_jiance=P37; / 检测当前光强至于当前预设环境 uchar mode_time=0; uchar menu =0; /菜单变量 uint illumination_H,illu
11、mination_L; /光照强度设定:高值,低值 void lcd_ds1302() writelcd_time(0,160,Green,Green,Green,Black); /向LCD发送一个时间数值 writelcd_date(0,192,Red,Green,Green,Black); /向LCD发送一个日期数值 void bobao(void) /播报当前光强 main() ,实物演示图,11结果分析及优化,我们组设计便携式光照强度测试仪, 从整体上看符合实验要求,可以读出当前 的光照强度和当时时间,可以模拟不同环境下的关照是否适宜。 可是不能自动调节当前环境下的光照强度,可以加一个外围电路用于控制电灯的点亮与熄灭。,12.收获与体会,通过这次课程设计,我们课题组受益匪浅。不仅在硬件上了解到很多知识,而且我们熟悉了从设计电路,仿真,制板,焊接,调试电路的技巧,工作原理与组成元件的作用等。在编程测试技巧上也有了一定的提高。理解了STC12LE5a60s2、以及其他芯片。并掌握了其理论问题即芯片引脚功能等。善于合作,团结、配合、理解是很重要的。同时也提高了我处理问题的能力与心态。感谢宿州学院和求精公司为我们提供这次实习机会。,谢谢观看,END,2013.3.18,
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