设计题目：光照强度自动检测显示系统设计
题目理解
本次设计题目是光照强度自动检测显示报警控制系统设计，完成光照强度自动检测、显示、报警、控制系统。采用电路、数电、模电知识柔和一块设计电路，将系统分为四个模块设计电路：检测、显示、报警、控制，把复杂问题简单化。
数据采集模块，可用光敏电阻将光照强度信号转换为电阻信号从而进行测量计算。
测量电路模块，设置分压电路和比较电路，将电阻信号转换为电压信号分档输出，用于显示和报警。
显示报警模块，用发光二极管进行显示，同时设置光照过强时蜂鸣器报警。
自动控制模块，用或非门实现暗光控制，同时继电器闭合，翻开日光灯，当在外界中、强光条件下继电器掉电日光灯熄灭。
1 设计任务要求：
设计一个光照强度自动检测、显示、报警、控制系统，实现对外界三种不同条件下光强的分档指示和报警〔弱、适宜、强〕 1、方案的设计
根据题目选定光照强度自动检测所用的光电传感器类型；
1〕自己设计至少三种以上不同光照条件，测定不同光照条件下光电传感器的输出；
2〕传感器测量电路采用集成运算放大器构成的比较器完成，完成至少三种以上不同光照条件下显示报警系统方案的论证和设计；
3〕完成自然光光照强度自动检测显示报警系统电路方框图、电路原理图的设计；
4〕完成自然光光照强度自动检测显示报警系统中核心芯片的选型、系统中各个参数的计算〔备注：1. 含各种元件参数的计算过程或依据2. 选定最接近计算结果的元件规格〕；
5〕设计结束后，进行仿真调试。
供学习参考
2、仿真调试方案
利用：Multisim等软件仿真，得出主要信号输入输出点的波形，根据仿真结果验证设计功能的可行性、参数设计的合理性；
给出系统整机电路图〔利用PROTEL软件做出原理图SCH文件和PCB文件〕。 3、完成课程设计报告。
2 设计所需根底知识及工具 1、根底知识
电路理论中电阻电路的分析、模拟电子线路中运算放大器、比较器、功率放大器等知识，数字电子线路中开关特性及数字信号等知识，传感器技术中的光电传感器原理及应用、测量电路等局部知识。
2、设计工具
电子电路EDA仿真软件：Multisim 电子线路设计软件：Protel99SE。
3 方案设计及其论证〔包含课题的功能与指标分析、电路的结构组成方框图、各局部单元电路间关系、单元电路方案设计考虑〕
1、课题功能与指标分析：
本次课题设计主要是为了实现光照强度的自动检测与分档显示和报警。 首先，必须设定分档环境，可用三种环境状态分四档。
环境状态 太阳光直射 室内日光灯 室内黑暗处
其次，将光敏电阻电阻值与上述三种状态下阻值进行比较，实现分档显示、报警、控制。
档次 弱光 供学习参考
光敏电阻电阻值 R1=230Ω R2=2.05kΩ R3=26.76 kΩ 控制状态 电灯亮 显示状态 一管亮 适宜 强光 不亮 不亮 两管亮 三管都亮，蜂鸣器响 其中有LED始终是灯亮，表示系统开始进入检测状态。 设计电路，应完成以上功能。
2、电路的结构、组成方块图：
从电路原理图看其实很简单，右边三个比较器局部电路完全相同。结构分析如下：
1〕供电电源VCC=36V和VCC=12V，给分压电路、比较器、发光管、蜂鸣器供电，日光灯。
2〕分压电路。包括光敏电阻分压和基准电阻分压。
3〕比较电路。比较器的两个比较端一个从光敏电阻一端引出，接入比较器负比较端，另一个从三个基准电阻分压端引出，接入比较器正比较端。假设光敏电阻比较端阻值大于基准电阻，那么分压也大于基准电阻，比较器输出为负，反之亦然。
4〕显示报警电路。比较器输出端通过限流电阻Rc接发光二极管，同时为防止比较器无法驱动发光管，输出端通过上拉电阻Rb接电源，以提供足够功率。最小基准电阻发光管并联蜂鸣器。
5〕控制电路，门电路连接暗光显示端，通过非门输出电压继电器闭合，翻开日光灯。
3、各局部单元电路间关系:
为了分析各局部单元电路之间的关系，我以信号流程做主轴，分析如下： 1〕信号采集，光敏电阻处于被测环境感光，会有一感光阻值，计为RX〔原理图中用一个滑动变阻器代替〕。这样就把被测光信号转化为电信号。 2〕信号测量，为了知道光敏电阻的阻值在所分的哪档之间，需要进行测量比较。分压电路和比较电路就是完成此功能。光敏电阻和基准电阻分别分压接入
供学习参考
光照强度自动检测显示系统设计
