基于51單片機(jī)的紫外線強(qiáng)度檢測(cè)儀設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析.........................................................................................................1

1.1單片機(jī)的選擇..........................................................................................1

1.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)..........................................................................................1

2產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì).........................................................................................................2

2.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì).............................................................2

2.2按鍵電路設(shè)計(jì)..........................................................................................3

2.3液晶顯示模塊電路..................................................................................3

2.4紫外線強(qiáng)度傳感器GUVA-S12SD................................................................4

3產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì).........................................................................................................4

3.1主程序流程圖..........................................................................................5

3.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì).......................................................................6

3.3產(chǎn)品程序清單..........................................................................................7

4產(chǎn)品使用說明.........................................................................................................8

4.1產(chǎn)品裝配圖..............................................................................................8

4.2產(chǎn)品使用說明..........................................................................................8

5、參考資料.................................................................................................................9

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).................................................................................................9

附錄.............................................................................................................................10

附錄1元器件清單.............................................................................................10

附錄2電路原理圖.............................................................................................11

附錄3PCB設(shè)計(jì)圖...............................................................................................12

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖.............................................................................................13

附錄5主程序代碼.............................................................................................15

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的紫外線檢測(cè)儀設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

國(guó)家氣象中心有報(bào)告指出，大氣中的臭氧層每減少百分之一，地面所接收

到的紫外線強(qiáng)度就會(huì)增加百分之二，而皮膚癌的發(fā)病率也會(huì)隨之上升，大氣中

的紫外線越來越威脅到人們的身體健康，隨時(shí)隨地的了解紫外線指數(shù)也變得尤

為重要。文章主要針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)出一款紫外線強(qiáng)度檢測(cè)儀，能夠顯示當(dāng)

前的紫外線指數(shù)值，當(dāng)紫外線指數(shù)為6或以上時(shí)，就要采取最適宜的防曬措

施，防止強(qiáng)烈的紫外線危害人們的健康。

1.1單片機(jī)的選擇

本設(shè)計(jì)是基于STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的紫外線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)就是

以STC公司的STC89C52單片機(jī)作為主控器，包括顯示電路，報(bào)警電路，按鍵

電路以及晶振復(fù)位電路等來實(shí)現(xiàn)紫外線檢測(cè)系統(tǒng)。

1.2系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

圖1.1系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

1

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2產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

由STC89C52單片機(jī)所組成的系統(tǒng)，其中顯示模塊、按鍵模塊、蜂鳴器模

塊。

2.1STC89C52RC單片機(jī)核心電路設(shè)計(jì)

功能強(qiáng)大STC89C52單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈

活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域，其主要功能有：

①與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容

②全靜態(tài)操作:0Hz-24MHz

③三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器

④128×8字節(jié)內(nèi)部RAM

⑤32個(gè)可編程I/O口線

⑥2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器

⑦5個(gè)中斷源

⑧可編程串行UART通道

圖2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)

2

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2.2按鍵電路設(shè)計(jì)

獨(dú)立式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單

獨(dú)占有一根I/O口線，每根I/O口線的工作狀態(tài)都不會(huì)影響其他I/O口線的工

作狀態(tài)。

圖2.2按鍵電路

2.3液晶顯示模塊電路

1602液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用

表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，液晶顯示器都是數(shù)字式的，和

單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡(jiǎn)單可靠，操作更加方便。

圖2.31602液晶顯示器

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2.4紫外線強(qiáng)度傳感器GUVA-S12SD

根據(jù)廠家數(shù)據(jù)手冊(cè)，該傳感器采用貼片式封裝（SMD3528）,特別適用于小

體積的設(shè)備。傳感器輸出電流與光照強(qiáng)度成正比，產(chǎn)品輸出具有非常高的一致

性。傳感器都有特定的光譜響應(yīng)，該產(chǎn)品主要是針對(duì)太陽光中紫外線測(cè)量以及

UVA燈強(qiáng)度測(cè)量，特別適合UVI的檢測(cè)。

。

圖2.4紫外線強(qiáng)度傳感器GUVA-S12SD

3產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

對(duì)于STC89C52的紫外線強(qiáng)度檢測(cè)控制設(shè)計(jì)，以Keilc軟件編程環(huán)境，以

proteus軟件為電路仿真設(shè)計(jì)環(huán)境。二者的結(jié)合為該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供有利條件。

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3.1主程序流程圖

圖3.1主程序流程圖

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3.2LCD1602液晶顯示程序設(shè)計(jì)

圖3.2液晶顯示的操作流程圖

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3.3產(chǎn)品程序清單

main.c主程序

common.h傳感器頭文件

LCD602.h液晶顯示頭文件

圖3..3產(chǎn)品程序軟件清單圖

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4產(chǎn)品使用說明

4.1產(chǎn)品裝配圖

顯示器模塊

STC89C52RC

指示燈

按鍵模塊

晶振

開關(guān)

紫外線模塊

圖4.1產(chǎn)品裝配圖

4.2產(chǎn)品使用說明

利用紫外線光電二極管對(duì)紫外線發(fā)出的波長(zhǎng)敏感來實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外線的檢測(cè)的

在紫外線強(qiáng)時(shí)輸出的電壓然后通過AD模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字

信號(hào)，單片機(jī)通過對(duì)數(shù)字信號(hào)的大小來判斷紫外線，最后通過顯示屏顯示出來

并作出相應(yīng)處理，具體操作如下：

通過USB供電，打開電源開關(guān)后，系統(tǒng)開始工作；

通過紫外線傳感器檢測(cè)當(dāng)前紫外線強(qiáng)度，并在1602液晶顯示器顯示；

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當(dāng)紫外線強(qiáng)度超過預(yù)設(shè)值時(shí)，啟動(dòng)嗡鳴器報(bào)警；

按鍵1設(shè)置預(yù)設(shè)值；按鍵2+,按鍵3-。

5、參考資料

[1]許文斌.曾全勝等.基于單片機(jī)AT89C52的數(shù)字化溫度測(cè)量?jī)x[J].

微計(jì)算機(jī)信息.2010,2-2:118-120

[2]王項(xiàng)南.紫外線測(cè)量技術(shù)[J].海洋技術(shù)，2002.

[3]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）[M].高等教育出版社，2008.

[4]張弛，等.基于MSP430的便攜式紫外線檢測(cè)儀[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，

2012.

6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[3]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[4]GB/T28179-2011電工電子產(chǎn)品環(huán)境意識(shí)設(shè)計(jì).環(huán)境因素的識(shí)別

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范

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附錄

附錄1元器件清單

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

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附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

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附錄5主程序代碼

#include"common.h"

#include"lcd1602.h"

sbitkey1=P1^0;//按鍵1

sbitkey2=P1^1;//按鍵3

sbitkey3=P1^2;//按鍵3

sbitADC0832_CS=P3^5;//ADC0832CS引腳

sbitADC0832_CLK=P3^7;//ADC0832CLK引腳

sbitADC0832_DIO=P3^6;//ADC0832DO引腳

sbitbeep=P2^0;//蜂鳴器

bitsetFlag=0;//設(shè)置標(biāo)志

unsignedcharUV=0;//紫外線指數(shù)

unsignedcharUV_MAX=6;//紫外線指數(shù)報(bào)警值

chardisplayBuf[16];

/********************************************************************

*名稱:dRead_ADC0832()

*功能:將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)

*輸入:Ch-通道選擇

*輸出:dat-轉(zhuǎn)換值

*********************************************************************/

unsignedcharRead_ADC0832(unsignedcharCh)

{

unsignedchari,dat;//定義變量

ADC0832_CS=1;//一個(gè)轉(zhuǎn)換周期開始

ADC0832_CLK=0;//為第一個(gè)脈沖作準(zhǔn)備

ADC0832_CS=0;//CS置0，片選有效

ADC0832_DIO=1;//DIO置1，規(guī)定的起始信號(hào)

ADC0832_CLK=1;//第一個(gè)脈沖

ADC0832_CLK=0;//第一個(gè)脈沖的下降沿，此前DIO必須是高電平

ADC0832_DIO=1;//DIO置1

ADC0832_CLK=1;//第二個(gè)脈沖，第2、3個(gè)脈沖下沉之前，DI必須跟別輸入兩位數(shù)

據(jù)用于選擇通道，這里選通道CH0

ADC0832_CLK=0;//第二個(gè)脈沖下降沿

ADC0832_DIO=Ch;//DI置0，選擇通道0

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ADC0832_CLK=1;//第三個(gè)脈沖

ADC0832_CLK=0;//第三個(gè)脈沖下降沿

ADC0832_DIO=1;//第三個(gè)脈沖下沉之后，輸入端DIO失去作用，應(yīng)置1

ADC0832_CLK=1;//第四個(gè)脈沖

for(i=0;i<8;i++)//高位在前,讀一個(gè)字節(jié)

{

ADC0832_CLK=1;//第四個(gè)脈沖

ADC0832_CLK=0;

dat<<=1;//將下面儲(chǔ)存的低位數(shù)據(jù)向右移

dat|=(unsignedchar)ADC0832_DIO;//將輸出數(shù)據(jù)DIO通過或運(yùn)算儲(chǔ)存在

dat最低位

}

ADC0832_CS=1;//片選無效

returndat;//將讀書的數(shù)據(jù)返回

}

unsignedintGet_Adc_Average(ucharch,ucharnum)//獲取AD平均值

{

longtemp_val=0;

uchari;

for(i=0;i<num;i++)

{

temp_val+=Read_ADC0832(ch);

delay_ms(1);

}

returntemp_val/num;

}

voidkeyscan(void)//按鍵掃描

{

if(key1==0)//設(shè)置鍵

{

delay_ms(10);//消抖

if(key1==0)

{

while(key1==0);

beep=1;//蜂鳴器關(guān)閉

setFlag=!setFlag;

if(setFlag==1)

{

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lcd_write_str(0,0,"SetTheUVIndex");//顯示字符串

lcd_write_str(0,1,"max:");

sprintf(displayBuf,"%d",(int)(UV_MAX));//格式轉(zhuǎn)

換

lcd_write_str(8,1,displayBuf);//紫外線指數(shù)

}

else

{

lcd_write_str(0,0,"UVIndex:");//顯示字符串

lcd_write_str(0,1,"");

}

}

}

if(setFlag==1)

{

if(key2==0)//加鍵

{

delay_ms(10);

if(key2==0)

{

while(key2==0);

if(UV_MAX<11)UV_MAX++;

sprintf(displayBuf,"%d",(int)(UV_MAX));//格

式轉(zhuǎn)換

lcd_write_str(8,1,displayBuf);//紫外線指數(shù)

}

}

if(key3==0)//減鍵

{

delay_ms(10);

if(key3==0)

{

while(key3==0);

if(UV_MAX>0)UV_MAX--;

sprintf(displayBuf,"%d",(int)(UV_MAX));//格

式轉(zhuǎn)換

lcd_write_str(8,1,displayBuf);//紫外線指數(shù)

}

}

}

}

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voidmain()

{

unsignedinttimeCount=300;

longVoltage=0;//電壓值

lcd_init();//1602液晶初始化

lcd_clear();

lcd_write_str(0,0,"UVIndex:");//顯示字符串