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1、 设计者：计润芝设计者：计润芝 成员：蔡明明、赵有星、徐茂新成员：蔡明明、赵有星、徐茂新便携式光照强度测试仪便携式光照强度测试仪1、项目背景说明1） 现现代化蔬菜大棚需要控制光照强度，从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。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）禽舍需要控制光照强度，使动物健康正常 生长。生长。3）人们的生活环境（学生的学习环境）人们的生活环境（学生的学习环境,办公办公 室，工厂等）需室，工厂等）需要控制光照强度，使人们要控制光照强度，使人们 有一个好学习生活环境。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
2、有很重因此，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。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STC12LE5a60s2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STC12LE5A60
3、S2STC12LE5A60S2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光强传感器TSL2561中心系统中心系统信号转换信号转换SP3232液晶显示器液晶显示器TFT单片机单片机STC12LE5a60s2电源部分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
4、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光强测试仪实物图仪实物图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、TSL25611 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
5、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，器件会输出一个中断信号。光传感器实物图TSL25618、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
6、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；WTV020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
7、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）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； （
8、2）DS1302#ifndef _ds1302_H_/实时时钟芯片#define _ds1302_H_#include#define uchar unsigned char #define uint unsigned intuchar 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
9、 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_ds1302()/*写入时钟数据*/void readtime_ds1302()/*从ds1302中读出数据*/.（3）彩屏 #includetft_lcd.h#includeds1302.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（
10、4）WTV020#include #includeWTV020.hsbit rst=P00;sbit clk=P01;sbit sda=P02;（5）主函数#include#includelcd.c#includetsl2561.h#includesound.h#includeds1302.hsbit 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uc
11、har mode_time=0;uchar menu =0; /菜单变量uint illumination_H,illumination_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END2013.3.18
