發(fā)布時間：2021-09-25 06:04

　　根據(jù)光電信息科學與工程專業(yè)光電綜合實驗課程的需要,該文介紹了一種測量LED光空間分布的方法,并設計了一套基于PIC單片機的光照度采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PIC單片機作為控制器,通過數(shù)字光照傳感器模塊采集LED光照度數(shù)值,通過IIC兩線串行總線傳輸給單片機,單片機將接收到的光照度數(shù)據(jù)轉換為四位八段數(shù)碼管譯碼,再將譯碼通過IIC總線輸送給數(shù)碼管驅(qū)動芯片,驅(qū)動數(shù)碼管顯示光照度值。通過該系統(tǒng)可以實現(xiàn)LED光照度的采集,利用MATLAB對測量數(shù)據(jù)進行擬合,得到直觀的LED光空間分布圖形,即配光曲線。將該系統(tǒng)應用到光電綜合實驗中,可以加深學生對LED光空間分布測試方法的理解,掌握數(shù)據(jù)處理的方法,培養(yǎng)學生應用綜合知識的能力。 

【文章來源】：實驗技術與管理. 2020,37(08)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

采集模塊原理圖

顯示模塊電路如圖8所示，選擇具有IIC接口的TM1650芯片，該芯片性能穩(wěn)定、質(zhì)量可靠、抗干擾性強、具有8級亮度設置的8段×4位顯示模式[7]。內(nèi)部集成有IO控制數(shù)字接口、數(shù)據(jù)鎖存器、LED驅(qū)動器、鍵盤掃描、亮度調(diào)節(jié)等電路。由于芯片內(nèi)部集成了一個時鐘振蕩器電路和一個支持2.8～5.5 V電源電壓的上電復位電路，系統(tǒng)硬件的供電電壓已經(jīng)能夠滿足電壓需求，因此該模塊不需要電源電壓轉換電路，降低了硬件設計的復雜性并且僅需要少量外圍設備就能執(zhí)行顯示功能。為防止工作在干燥環(huán)境而產(chǎn)生的靜電損壞芯片，可以在接口部分放置ESD靜電保護元件[8]。圖8中第1、5、6、7管腳為位選端，第8、9、11、12、13、14、15、16為段選端，第2、3管腳分別為IIC數(shù)據(jù)輸入端和時鐘輸入端。本文設計用單片機的IO口模擬IIC的時鐘與數(shù)據(jù)信號，通過TM1650驅(qū)動四位數(shù)碼管�？稍赩CC與GND之間并聯(lián)一個104電容和一個470μF的電解電容，起濾波作用，防止電源電壓不穩(wěn)造成數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟环�(wěn)定[9]。

實驗裝置采用模塊化設計，實驗過程中需要學生自己動手組裝搭建實驗裝置，進行LED光空間分布特性測試。裝置如圖1所示，包括LED發(fā)射器、轉臺、導軌、光照度探頭和硬件電路模塊等。硬件電路模塊有電源模塊、單片機控制模塊、光照度采集模塊和光照度顯示模塊。電源模塊為其他模塊供電，單片機控制模塊通過程序控制顯示模塊和傳感器采集模塊工作，并可以通過按鍵調(diào)節(jié)量程，顯示模塊具有四位數(shù)碼管用來顯示光照度值。實驗裝置的關鍵技術參數(shù)有：（1）光發(fā)射器。光源固定夾具，孔徑5 mm。（2）轉臺。轉臺可在水平方向自由旋轉，旋轉角度為0～360°，測量精度為1°。（3）光闌筒。又稱平行光管，可以消除外界雜光，始端為直徑5 mm的光闌孔，末端安裝有光照度傳感器模塊。（4）傳感器模塊。傳感器靈敏度0.045 lux/LSB，最大流明測量值為188 000 lux。（5）導軌。長度600 mm，兩側標有刻度線。2 測量原理


本文編號：3409245