高精度照度计设计：单片机AT89C51应用

"这篇硕士学位论文主要讨论了高精度照度计的设计，其中涉及到单片机AT89C51的应用以及相关电路设计，包括信号采集、放大、A/D转换、显示和通信接口等部分。作者还关注了抗干扰措施和系统的精度优化。" 在建筑、影视和医疗卫生等领域，照度的精确测量至关重要。这篇由侯文辉撰写的硕士学位论文介绍了如何设计一种高精度、低成本且具备自动量程转换功能的数字显示照度计。该设计的核心是采用AT89C51单片机构建的测量系统，系统包括以下几个关键组成部分： 1. 信号采集：选择具有宽光谱响应范围、快速响应、高光电转换效率和大PN结面积的硅光电池作为光电转换探头，配备滤光器和余弦修正器，以增强对余弦定律的适应性，提升测量精度和范围。 2. 信号放大：通过采用运算放大器设计电流电压转换器形式的前置放大电路，以减少负载效应并确保光电转换的线性关系。短路电流通过反馈电阻转化为电压，模拟实际负载电阻压降。 3. 自动量程转换：针对可见光照射硅光电池时产生的光电流范围广泛的问题，设计采用MAXIM公司的4602模拟开关进行量程切换，以保持A/D转换的精度。量程切换由单片机控制，确保灵活性。 4. 显示电路：选用TCL602A液晶显示模块，避免了LED显示可能对测量结果产生的干扰，因为液晶显示不会发出光线影响照度测量。 5. 标度变换方式：利用软件控制实现标度变换，降低了硬件控制的成本和空间需求，同时避免了因环境变化导致的阻值漂移问题，从而提高信号准确性。 6. 抗干扰措施：提出了针对影响照度计性能的干扰问题的具体解决策略和措施，以确保系统的稳定性和测量的可靠性。 通过实验验证，该系统设计合理，测量范围、分辨率和光谱响应误差均满足设计要求。关键词包括硅光电池、量程转换、A/D转换和单片机技术，这表明论文着重探讨了这些技术在高精度照度计设计中的应用。 这篇论文为实际应用中的照度测量提供了一个实用且经济的解决方案，特别是在对精度要求较高的场合，如建筑环境照明评估、医疗设备校准或影视制作光照效果控制等。