基于单片机的紫外线强度测试电路设计

基于单片机的紫外线强度测试电路设计

刘亚明

身份证：220502197302071238

摘  要

最近几年，由于人们对大气中的臭氧造成了很大的损害，太阳的辐射量增加了，太阳辐射对地表的影响也越来越大。当室外紫外线指数过高时，应尽量少出门，或外出时做好防护措施，因为长期紫外线直接辐射人体是非常具有一定危害性的，因此对于我们来说时时刻刻都要了解一下紫外线的危害指数也就变得非常紧要。

关键词：紫外线指数；A/D转换；紫外线传感器

1 紫外线的认识

1.1 紫外线简介

紫外线是电磁光谱辐射的总称，波长范围从10nm到400nm，这是人们的视觉看不到的。太阳是大自然中最重要的紫外线源，在太阳光进入大气层后，它会在290纳米以下的紫外线中被吸入。太阳光的频谱包含了无线电、能见度、红外、 X.γ、 UV等。进入地表的光包括了可视、红外和 UV，其中对人体危害最大的就是 UV。

1.2 紫外线的特点

紫外线对人们的益处：

（1）消毒杀菌；

（2）对血色有益；

（3）人体维生素D的合成也会受到紫外线照射直接影响；

（4）促进骨骼发育；

（5）可以使用紫外线来治疗皮肤病。

（6）紫外线可促进相关维生素d的摄取。

2 系统总体框架设计

其系统总体框架设计就是在紫外线传感器通过放大芯片放大其信号转化至单片机再显示到显示电路中，当达到设定期值时则触发报警电路通过蜂鸣器来达到报警目的。其中加入按键输入可设定期值，以则达到可调控期之目的。

3 硬件设计

3.1 LM8放大芯片

LM358内置了两个单一的供电电路，其工作电压的幅度非常大，因此LM358能够实现一个双重运行，即一个内部的频率补偿。在工作环境比较稳定的情况下，LM358电源的电压和电流没有明显的关系，因此可以应用于音频、传感器等内部的放大电路。

3.2 紫外线检测电路

ADC0832是一款8比特的 A/D变换晶片，其最高可达到256级，可满足各种不同的变换要求。它的转换速率非常快仅仅32μS就可达成转换，并且它的还有极低出现数据错误的功能，整体稳定性比较强大。因为它的存在使得设备之间的连接和处理器的控制更加的便捷。让DI数据输入端子，以至于它可以更加容易地完成选择通道。

类似于DS1302，取样信号采用 CS, CS被设定成L－高。Clk可以将有关的两个时钟的控制信号输入。当adc0832的工作状态出现了一个不寻常的情况，a、cs端的相关输入的电压都要是高电压才行，这个时候，芯片是不能被使用的，并且对于clk和k和do/di的输入电压水平系数可以保证是任意的。执行模数转换时，cs中应激活一个端子值并应将其设置为在最低电平并一直保持在最低电平，直到模数转换完全执行完成。此时，芯片已经开始高频切换，处理器将时钟脉冲进出输入切换到芯的clk作为芯片上的时钟脉冲输入输出端子，do/di端子其本质就是就对c和di输入端子进行相关的切换，并且利用这种功能对高频的相关的信号进行输入。在选择输入通道之后，第三个脉冲完成下降动作之后，di端子会暂停其输入的功能，随后do/di端子对输出DO数据进行相关的读取。

当高精度的 DC电压为19.53 mv时，输出的是正弦波，如果在很大的范围之内，那么输出的正弦波就是19.53毫伏。要提高变换的频宽，但是要知道，在采用 in+时，若输入的电压比in－高，那么它的输出宽度要比in－高。加法中，整流电压永远为0。

紫外线电路由紫外线传感器、放大电路、变换电路等部分构成，其中紫外线传感器精度高、灵敏度高、稳定性好。所述 UV感测器中的光电流被生成，并将其转换为对应的电压，ADC0832ADC0832 ADC芯片用于将所述运行放大器的变换电压值转换为数字信号。通过 A/D变换，将其送入微机进行数据的加工。在本发明的设计中，显示了上述的线路。

3.3 LCD02液晶简介

在我们的日常生活中，我们的身边时时刻刻都有LCD显示器的相伴，比如手机，电视，电脑甚至去逛街街边的广告屏都是我们LCD显示屏。我们的生活没有它可以说是极其不便。它的功能主要是显示在编码版中的数字或者是特殊型号，主要是为了表达输出结果。

LCD装置可以是一个视频显示命令装置，因此在启动每个显示器命令前，都要认真地查看这个装置的工作状。它的标志为低，表明其处于不忙的状态，否则将提示这条指令被禁用。要显示此数字，需要在显示该数字时重新输入其地址，也就是跟模块说在哪些地方显示数字。

比如第二行第一个四位数字的起始地址位置是40h，那么直接用来输入40h地址是否真的可以直接用来确认它的位置呢？这样来说是不完全成立的，因为我们输入信号显示最高位置时的电平要求应该是最高位置的d7恒定为或最高电平1所以说在现实中我们应该要将输入的高位数字恒定为：

“010000 00B（40H）+10000 000B（80H）=11000 000（COH）”

在设备进行每个液晶模块的自动工作初始化中，必须首先正确选择设置每个液晶模块显示器的工作模式。当一个彩色液晶模块自动激光显示字符时，鼠标将会在左右两边自动地移动，这样使用者就不需要再进行手工的手工激光干涉了。每一次在开始执行此控制命令时，都要确保每一次都要精确判断三组工作人员在不在工作。

在1602液晶装置中，储存有160个星期的矩阵图案的不同圆圈，如在图28中所看到的，英文“A”的大写的编码是01000001 B （41 H）。在显示器上，这个单位会在41 H的位置上，将一个“A”的字符串表示出来。

4 软件设计

4.1 开发环境

stc89c52单片机的软件开发平台设计文件为keil uvision4 c52，仿真工作环境设计文件为protues，下载的是stc_isp的软件装置。keilc52是美国 keilsoft ware公司研制的一款基于 C的单片机程序，该程序与52系列完全相容。

Protues是由英国实验室电子工程公司发行的 ED A开发的。该系统不仅具有模拟的作用，而且能够对微处理器和周边设备进行模拟。为模拟微处理器和周边设备提供了最佳的工具。

4.2 程序流程简介

这个方案的重点是 AD的数据，我们先把 UV的资料收集起来，再把这些资料交给LM358进行放大，再用0832把信号传到 MCU，再经过 MCU的处理，再把它发送到LM358的LM358，再经过 MCU的分析，把它的信号传输到LM358的LM358中。

按键部分主要就一个功能，就是数据的加和数据的减，用来修改报警上限值。

5 总结

本文所研制的 UV光强检测电路由5 V供电、UVM-30 UV、 A/D变换、四字键控、液晶显示屏、串口通信、 FPGA中心处理器等组成。经过实际的生产与测试，成功地研制出了以 FPGA为核心的 UV光强检测仪，并完成了对 UV光强的检测。

参考文献

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