光控计数器课程设计

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1、1 题目 光控计数器 任务与要求 利用 LED 光的通、断计数进入图书馆人数，达到 100 时 依据外界光照情况判断是否亮灯 开始日期 2011 年 6 月 1 日 完成日期 2011 年 6 月 20 日 1 光控计数器光控计数器 摘摘 要要 文中研究了利用光敏二极管、光敏电阻的特性，与单片机组成了一个模拟图书 馆出入人数统计并根据人数多少实现控制馆内照明灯是否工作的实验电路，实现了现实 生活中的需要。 关键词关键词：光敏二极管，光敏电阻，光开关 1 引言引言 现代生活中，在大型商城、购物中心、图书馆、餐厅，经常需要统计人数来决定是 否启动空调、照明灯等大功率用电器，出于经济的要求，很多时候

2、他们都采用智能控制 系统来实现功能。这次我们利用光敏二极管和光敏电阻的特性组成一个智能的系统来实 现这个功能。电路中运用光敏二极管和发光二极管组成的光开关的通断来实现统计人数 的功能，用光敏电阻和电压比较器组成的工作电路实现光控灯的功能，最终两部分结合 后实现要求。本次实现的是利用LED光的通、断计数进入图书馆人数，达到100时依据外 界光照情况判断是否亮灯。 2 重要重要光电器件光电器件 2.1 光敏二极管光敏二极管 光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的, 其管芯是一个具有光敏特征的 PN 结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电 压。无光照时,有很小的饱和反

3、向漏电流,即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到 光照时,饱和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当 光线照射 PN 结时， 可以使 PN 结中产生电子一空穴对， 使少数载流子的密度增加。 这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电 路中的电流。常见的有 2CU、2DU 等系列。 其工作原理为：光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件。它的核心部 分也是一个 PN 结，和普通二极管相比，在结构上不同的是，为了便于接受入射光 照，PN 结面积尽量做的大一些，电极面积尽量小些，而且 PN 结的结深很浅，一般 小于 1 微米。 光敏二极管是在反向

4、电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般 小于 0.1 微安） ，称为暗电流。当有光照时，携带能量的光子进入 PN 结后，把能量 传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对，称 为光生载流子。 它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大， 1 反向电流也越大。 这种特性称为“光电导”。 光敏二极管在一般照度的光线照射下， 所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接上负载，负载上就获得了电信号，而且 这个电信号随着光的变化而相应变化。 图 1 光敏二极管 2.2 光敏电阻光敏电阻 光敏电阻器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改 变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光 的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化） 。常用的光敏电阻器 硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可 见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达 110M 欧,在强 光条件（100LX）下，