基于STC89C52單片機的智能照度計設計摘要照度是衡量環境質量的一個重要指標，充足的光照是動植物迅速生長的基本條件。在醫療衛生、生物科研以及各種工業生產場所中，對光照強度的要求較高，高精度的照度計需求越來越大。隨著電子技術的不斷升級換代，照度計往著高精度、高穩定性和功能多樣化的趨勢發展。因此，基于當代優質的工控芯片和傳感器技術，設計出一套高精度、便攜式和低成本的數字照度計，具有極大的推廣前景。本文結合國內外照度檢測儀器發展情況及趨勢，以智能化和高精度為出發點，設計了一套適合各行業使用的數字照度計。本文以單片機微型計算機核心控制技術為基礎，選取較為成熟的STC89C52單片機作為核心控制芯片，結合日本RHOM株式會社生產的BH1750光照度傳感器，通過硬件設計和軟件程序，制作了一套數字光照強度檢測系統。通過測試，該系統能夠正常檢測環境中的光照強度，精度1lx，實現了上下限智能化報警的功能。關鍵詞：照度計；高精度；STC89C52；BH1750目錄第一章前言 第一章前言1.1課題研究背景及意義光照是動植物生長的基本條件。假如沒有光照，所有的人類活動將停止，世界將是靜止的。在人類的歷史長河中，人類不斷利用著光照創造著世界，造就了人類的文明。同時，人類也積極探索光的本身，不斷開展著光的研究，如光的波長特性和光照強度的檢測。光照強度是衡量環境質量的一個重要指標，在農業、畜牧業和工業等領域內，對照度的檢測需求越來越高。光照的強弱，決定著植物的生長速度，影響著牲畜的生長發育，影響著工業產品的質量。因此，準確的檢測出環境光照強度，一直是我們研究的熱門課題[1]。隨著電子科技技術的不斷進步，工控技術也越來越成熟穩定，傳感器技術也越來越多樣化，照度計朝著高精度、高穩定性和功能多樣化的趨勢發展。單片機現在具有技術成熟、功能穩定可靠、價格低廉等優點，是一種優質的集成電路芯片，在電子產品的生產制造中應用極其廣泛，可良好的應用于照度檢測中。光照強度是指單位面積上所接受可見光的光通量，單位是勒克斯(lx)。數字照度計主要應用光電轉換器件和電子元器件來實現環境中光照的檢測，并以數值的形式展現出來[2]。當前市場上，照度計的控制元件主要為專用芯片，價格比較昂貴，高達幾千上萬元，且設計比較復雜。因此，一套性能穩定、價格低廉的數字照度計具有較大的意義。本文設計的數字照度計，以51單片機為系統的核心控制器，結合高精度和廉價的光照傳感器，將檢測的光照強度以數值的形式顯示出來，具有穩定性好、精度高和價格低廉的優點。在照度計的發展歷史中，早先的照度計以指針式和數碼管數字顯示為主。指針式的照度計檢測光照強度的誤差較大，受人為原因干擾大，精度低，逐漸被淘汰。數碼管照度計在檢測精度和顯示功能上也有一定的欠缺，檢測范圍較小，且數碼管功耗大，不環保。本文設計的數字照度計，以高精度和能耗低為方向，符合當前行業的使用要求。總而言之，設計一套高精度、高穩定性和價格低廉的數字式照度計，具有較為積極的意義。同時，作為電子信息工程專業的學生，研究和設計一套電子化、智能化的光照強度檢測系統，不僅僅能夠提升自身的科技創新能力和動手能力，還能促進照度檢測技術的發展。1.2國內外研究狀況及發展趨勢國外對光照強度檢測技術的研究較早。隨著工業革命的發展，人工照明發展迅速，對光照強度的檢測需求越來越大，國外結合光度學理論發明了光度計量儀器。在科技的迅猛發展勢頭上，國外的光照強度檢測儀器經過了不斷的改善歷程，技術越來越成熟[3]。在發達國家中，美國、日本和德國等國家生產的照度計技術比較成熟，在行業內應用比較廣泛。2012年，日本柯尼卡美能達公司生產了一款功能多樣且精度高的照度計L200A，極度熱銷。該款照度計能夠檢測出各類光源，特別是能夠對一些特殊的光進行準確的檢測，如發光二極管光源和有機電致發光源。同時，該款照度計能夠檢測出光源的各種特性，如照度、色度和色差等，功能比較強大。2014年，德國GMC公司生產了一款新型的照度計MAVOLUX5032，主要應用于工業領域中。MAVOLUX5032照度計具有非常高的精度，達到了D／N5032CIassC。同時，該款照度計檢測范圍非常廣，能夠檢測0~200000lx的光照強度范圍，特別是能夠檢測超強光源。2015年，美國SP公司上市了一款照度計AccuMAXXRP.3000，適用于工農業領域中。該款照度計，不僅僅可以測量白光強度，還能檢測紫外光源強度，檢測功能也比較強大，能夠根據光源自動切換各種量程[4]。國外照度計發展技術比較成熟，實現了高精度和功能多樣化，然而，價格比較昂貴，高達幾千上萬元。國內的照度檢測技術起步較晚，從上世紀六十年代開始起步，但發展較快。國內生產的照度計，從剛開始的光探頭安培電流指針表發展為智能化電子數字表，技術越來越成熟。2008年，我國江蘇計量測試技術研究所結合ROM儲存技術，研制了一款可存儲式的電子照度計，除了基本的照度檢測功能外，還增加了多點測量和存儲功能，能夠根據光照最大值和最小值計算出檢測時間范圍內的平均值。2014年，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所利用無線通訊技術，實現了照度的遠程測試，且具有能耗低、便攜式的優點[5]。2017年，上海理工大學光電信息與計算機工程學院研制了一款手機APP遠程控制照度檢測的儀器，可通過多點布置傳感器，利用手機無線連接，實現遠程手機APP實時檢測光照數據。中國照度計近年來的發展方向主要朝著功能多樣化的發現發展，實現的功能越來越多。然而，中國生產的照度計精度往往較低，相對于國外光照檢測芯片來說，精度和能耗一直是仍需攻克的重點難點。如今，數字式照度計一直在各行各業有廣泛的需求，照度檢測技術在不斷創新發展著。對于照度檢測技術的未來發展趨勢，總結主要有以下：檢測速度快、精度高隨著電子技術的不斷升級換代，檢測速度慢和精度低的照度計終將淘汰。在未來，新材料發展越來越成熟，新的光照傳感器材料將被合成或發現，其精度和線性將更好，使得照度計實現檢測速度快、精度快的特點。更加微型化、智能化便攜式一直是電子產品的發展趨勢。隨著核心控制芯片微型化、傳感器芯片小型化和pcb技術的發展，電子產品的體積將越來越少，越來越便攜。同時，隨著電子器件功能的不斷挖掘，照度計的功能越來越多，純照度檢測的功能已經不能滿足人們的需求，多點檢測、無線遙控、光性分析等功能將越來越成熟的應用于照度計中。操作簡便，抗干擾能力強電子產品的操作將越來越簡單易學，數字式照度計也一樣。未來的數字式照度計設計，將實現更好的人機交互，操作更簡單。同時，為了保證光照檢測的穩定性，增加溫度補償、光度修正等技術，實現在各種復雜光源環境下的檢測。1.3本文主要工作本文以性能穩定、價格低廉的單片機為核心控制器，結合高精度的光照強度傳感器，設計和制作一套可迅速檢測光照強度和實現報警功能的數字式照度計，能夠實現0-20000lx范圍內照度檢測，精度達到1lx。系統的結構框架圖如下圖1-1所示。圖1-1系統結構框架圖本文開展工作有以下：第一章介紹了課題的研究背景及意義、國內外研究現狀及發展趨勢。照度計在各行各業均有廣泛的需求，國內外照度檢測技術正朝著高穩定性、高精度和價格低廉的方向發展。第二章介紹了照度計設計方案的選取，包括控制方式、單片機、照度傳感器、顯示屏等的選取，通過對比的科學研究手段，進行了各元器件的性能對比，制定元器件清單。第三章介紹了照度計硬件部分的設計，包括電源電路、復位電路、震蕩電路、光照檢測電路和報警電路等硬件電路的設計。以單片機結構和各引腳功能為基礎，連接設計各硬件電路。第四章介紹了照度計軟件部分的設計，主要包括主程序、照度檢測子程序、液晶顯示子程序、報警設置子程序等。通過程序流程框圖的形式，介紹各個程序設計的要點。第五章介紹了照度計實物的制作與調試。針對制作完成的實物，開展一系列的硬件上電調試、軟件調試和功能實驗。通過一系列的照度環境實驗，檢測功能是否能夠實現。最后，是本文的結論，總結本文的設計要點及不足。

第二章系統方案的選取與分析2.1控制方案的選取方案一：模擬電路控制方模擬電路控制方案主要是利用模擬電路來實現檢測和調控效果，是一種較為傳統的控制方式，主要利用簡單的電氣元件電路來達到功能效果，設計簡單，弄的能易于實現[6]。然而，模擬電路控制方案有很多不足之處，對于光照強度的檢測和控制精度不高，可靠性較差，穩定性不強，體積較大，實用性不強。模擬電路實用元器件較多，能耗高。方案二：單片機控制方系統單片機控制方法是使用微型核心控制器單片機為控制要素體現，尺寸小，價格低廉，功能完善，設計簡單，可靠性高。單片機可根據用戶需求設計各種功能，實用性強。單片機設計電路簡單，同時，單片機的能耗較低[7]。綜合比較，采用方案二中的單片機作為本設計的控制芯片。2.2單片機的選取方案一：STC89C51單片機在眾多單片機中，STC89C51單片機是發展最早的一款，相對使用和技術都比較成熟，往往更多的是用于大學生電子電路的計算中。該款單片機價格也比較實惠便宜，但抗干擾性能大，外圍功能設計比較單一，所具有的輸入/輸出I/O口也比較少，僅僅適用于比較簡單功能的電子電路設計中，該芯片在處理控制一些復雜功能的時候會出現卡頓的狀態。方案二：STC89C52單片機隨著單片機技術的不斷創新發展下，STC89C52是51的升級改版，相對于51系列的單片機微型計算機核心控制器，多了一組輸入/輸出I/O端口，因此功能相對強大一些。該款單片機也有比較明顯的價格優勢，在每個行業的生產儀器中也使用的比較多。方案三：STM32單片機用戶對單片機性能的要求也逐漸比較高，具有嵌入式功能的STM32單片機微型核心控制器的邏輯編程性能也比較高，輸入/輸出口也比較多，能夠適用各種復雜功能的電子電路的設計，抗干擾性能也比較好，技術比較成熟。該芯片具有比較高的集成度，體積變得比較小，但功能比較強大，使用率很高。綜合比較以上的三種方案，本設計的高精度數字照度計，功能較為復雜，STC89C51的I/O口不足以實現該系統的功能，排除方案一。STC89C52與STM32均能實現該系統的功能，從經濟性角度考慮，STC89C52價格低廉，故選擇方案二。2.3照度傳感器的選取方案一：光敏電阻傳感器光敏電阻會隨著光照強度的變化，阻值產生變化。在其兩端加上一定電壓時，通過光敏電阻的電流會隨光照強度的變化而產生變化。光敏傳感器檢測的光照強度變化量較小，需要搭配功放電路把信號放大[8]。同時，該類傳感器輸出的為電流模擬量，需要搭配A/D轉換模塊，把模擬量轉換為數字量，才能傳輸到核心控制元件。因此，光敏電阻傳感器需要搭配放大電路和A/D轉換模塊，設計電路相對復位。方案二：光電傳感器光電傳感器輸出的是數字量，能夠直接將采集的照度數據直接輸入到核心控制元件，無需A/D轉換模塊，使用簡便。同時，光電傳感器集成了放大電路，無須再外接放大電路。因此，光電傳感器的連接極其簡單，穩定性能也較好，市面上使用廣泛。綜合以上兩種方案，從電路的設計復雜性出發，選擇方案二的光電傳感器。通過市場上的調查，本文將選取性能穩定、精度較高的BH1750傳感器作為照度計系統的傳感器。BH1750傳感器如下圖2-1所示。圖2-1BH1750照度傳感器圖BH1750照度傳感器為日本RHOM株式會社生產的新型照度傳感器，檢測的光照強度范圍廣，在0~65535lx范圍內，精度為1lx。BH1750照度傳感器的結構框圖如下圖2-2所示。圖2-2BH1750照度傳感器結構框圖從結構框圖可容易看出，外部光照被接近人眼反應的高精度光敏二極管PD探測到后，通過集成運算放大器將PD電流轉換為PD電壓，由模數轉換器獲取16位數字數據，然后被邏輯和IC界面進行數據處理與存儲。OSC為內部的振蕩器提供內部邏輯時鐘，通過相應的指令操作即可讀取出其內部存儲的光照數據。數據傳輸使用標準的I2C總線，按照時序要求操作起來也非常方便。BH1750照度傳感器有5個引腳，每個引腳的含義如下：VCC：供給芯片電源電壓，為5VDC；SCL：時鐘端；SDA：數字信號輸出端；ADDR：地址端；GN：接地端。2.4顯示屏的選取方案一：LED數碼管LED數碼顯示管利用一些發光二極管來進行數字顯示的裝置。按位數分為1、2、4，該裝置的每一位數是使用8個發光二極管來進行顯示。因此，我們通常把數字管叫做8分段LED數字顯示。LED顯示屏簡單的時候只用一個字表示，適用于簡單的數字顯示。方案二：LCD1602液晶顯示屏液晶顯示器LCD1602顯示數字的效果比較清晰，能耗也比較低。在液晶顯示器的使用中，往往依據該裝置顯示內容主要有3個類型，分別是1行、2行、3行。液晶顯示器LCD1602與單片機配合使用，功能較為強大，能夠顯示比較多的內容，適合于一些較為復雜的電子電路。根據本文的設計要求，照度計需要顯示當前測試值、報警上限值和報警下限值，需要顯示內容較多，選取方案二LCD1602液晶顯示屏。2.5元器件清單的選取根據上述方案的選取，本文設計的數字照度計以STC89C52單片機為核心控制芯片，選取BH1750為光照強度傳感器，LCD1602為液晶顯示屏。為實現照度計系統的檢測與報警的功能，還需要選取一些常見的元器件。數字照度計元器件清單如下表2-1所示。圖2-1元器件清單選取表序號名稱編號備注1電源插孔JP15V供電2自鎖開關K0通電后按下，電源接通。3電阻R0330~1000歐姆都適用。4LED發光二極管D0區分陰陽極（顏色隨機）。5輕觸開關K1K2K3區分焊接引腳。6BH1750光照度傳感器JP2區分引腳名稱。7電解電容C1區分正負極。8輕觸開關S0區分焊接引腳。9電阻R1330~1000歐姆都適用。10瓷片電容C2C322PF或者30PF都適用。11晶振Y112M/11.0592MHz都適用。12單片機U1區別引腳編號。13電阻排RB1區別引腳4.7K歐姆14LED發光二極管D1D2區分陰陽極（兩種不同顏色LED）。15電阻R2R3330~1000歐姆都適用。16電位器R5區別引腳，10K或者20K歐姆均可。171602液晶顯示屏J1區別引腳編號和名稱18電阻R4330~1000歐姆都適用。19蜂鳴器U2區別引腳，5V有源蜂鳴器。20三極管Q1區別極性，型號8550。第三章硬件電路設計3.1主控電路的設計主控電路是單片機系統的基礎結構，主要由單片機芯片、電源電路、時鐘電路、復位電路和功能電路組成。在本系統的設計中，根據STC89C52單片機各個引腳的功能來設計各個電路。STC89C52單片機如下圖3-1所示。圖3-1FX1N—40MR如上圖3-1上所示的STC89C52單片機結構圖中，設計與定義單片機各個端口的功能，如下所示：（1）VCC：電源供應；（2）GND：系統接地；（3）XTAL1、XTAL2：兩端口引接時鐘電路，抑制系統的震蕩；（4）RST：引接復位電路，按鍵恢復系統原始狀態；（5）P14：功能端口，引接蜂鳴電路；（6）P34~P37:4個功能按鍵電路接口；（7）P10~P12：引接DS1302時鐘電路；（8）P00~P07：引接LCD液晶顯示電路。3.2電源電路的設計單片機系統的電源電路主要功能是實現系統的電能供應，該電路的設計應根據系統各電路所需電源電壓等級來確定。在本系統中，主要供應電源的有以下幾部分：單片機芯片、復位電路、照度傳感器芯片電路、液晶顯示屏電路、蜂鳴報警電路和信號指示燈電路，均為5VDC電壓。為簡化電源電路的設計，采用外接5VDC電壓的方法實現電源的供應，5VDC電源電壓可通過普通的手機充電器（電源適配器）即可實現。本系統的電源設計主要設計簡單的外接電源基座，如下圖3-2所示。根據圖3-2，JP1為電源基座，引腳USB斷口5VDC電源；K0為電源開關，控制電路的得電和失電；VCC為供給各路電源電壓；R0、D0串聯配合為電源電壓指示。圖3-2電源電路設計圖3.3復位電路的設計在單片機的系統設計中，復位電路的主要作用是取消裝置當前的動作功能，保持初始狀態。本系統設計的復位電路設計圖如圖3-3所示。按下圖中S0按鍵，系統恢復初始狀態。圖3-3復位電路設計圖3.4時鐘電路的設計為了保證系統的穩定性，會在單片機的固定引接端口中增加一個時鐘電路，能夠抑制系統的振蕩。如圖3-4所示，XTAL1和XTAL2的兩個引腳端口之間的就是時鐘電路。本設計的時鐘電路應在任何情況下保證單片機核心控制器在處理溫度數據上保持穩定，這就必須使得圖中所示的Y1石英晶體、C2電容器和C3電容器的參數滿足抑制振蕩的要求。根據常規單片機設計要求，選取與Y1的參數為11.0592MHz，C2電容器的參數為30PF，C3電容器的參數為30PF。圖3-4時鐘電路設計圖3.5按鍵電路的設計為按鍵電路的設計主要根據系統的功能，確定按鍵數量，定義按鍵的功能。按鍵電路設計圖如下圖3-5所示。k1按鍵為報警設置鍵及退出鍵，連接單片機的P10端口；k2按鍵為加操作鍵，連接單片機的P11端口；k3按鍵為減操作鍵，連接單片機的P12端口。P12P11P10P12P11P10圖3-5按鍵電路設計圖3.6顯示電路的設計本文設計的數字式照度計，采用LCD1602液晶顯示器作為系統的顯示屏，該電路的設計圖如下圖3-6所示。圖3-6顯示電路設計圖3.7照度檢測電路的設計照度檢測電路以BH1750照度傳感器為基礎，設計其各端口與單片機連接。照度檢測電路設計圖如下圖3-7所示。JP2為BH1750照度傳感器基座，1端口連接VCC電源5VDC電壓，2端口SCL時鐘端連接單片機P13端口，3端口SDA連接單片機P14端口，4端口ADDR制空，2端口GD接地。P140P140P130圖3-7照度檢測電路設計圖3.8信號指示燈電路和蜂鳴報警電路的設計信號指示燈電路如下圖3-8所示，蜂鳴報警電路如下圖3-9所示。當光照度過高，達到上限報警值時，D1紅色LED燈亮，發出蜂鳴報警聲；當光照度過高，達到下限報警值時，D2藍色LED燈亮，發出蜂鳴報警聲。P20P16P1P20P16P15圖3-8信號指示燈電路設計圖圖3-9蜂鳴報警電路設計圖

第四章軟件程序設計系統主程序智能型線路系統需要完善多種功能，除了以硬件結構為基本外，還需要一致的驅動器。特別是在微型電子技術快速開發的現代時代，整合的結構和硬件的全面界面。此系統根據硬件回路的照度檢測、按鍵設置信號，利用軟件驅動程序，輸出照度顯示、聲光報警的功能。軟件軟件是用C語言編寫而成的，C語言是高級語言，可視性強，使用起來更加柔軟。程序完成后，計算機只能識別機器語言，因此編譯軟件后，C語言將變為機器語言。該軟件可通過模塊式編程方法制作成C語言，接下來進行相應各個系統的程序設計。4.1主程序設計系統主程序框架圖如下圖4-1所示。圖4-1系統主程序流程圖如上圖4-1所示，在主程序設計中，首先，接收照度傳感器采集的照度數據，設置系統的照度上限值和下限值，將采集的照度與上限值和下限值比較。若照度傳感器采集到的照度高于一開始設置的照度上限值時，則紅燈亮，發出蜂鳴報警聲；低于一開始設置的照度下限值時，則綠燈亮首先，接收照度傳感器采集的照度數據，設置系統的照度上限值和下限值，將采集的照度與上限值和下限值比較。若照度傳感器采集到的照度高于一開始設置的照度上限值時，則紅燈亮，發出蜂鳴報警聲；低于一開始設置的照度下限值時，則綠燈亮，發出蜂鳴報警聲。4.2系統讀出照度子程序設計系統讀出照度子程序設計框架圖如下圖4-2所示。在程序中，使用BH1750傳感器檢測照度，主要感應照度感知能力在ROM中，字節在ROM中被讀出來。9字節可以存儲并讀取該字節的溫度信息，并在CRC檢測后讀取溫度值。閱讀BH1750的內部數據時要求非常嚴格，時間要求嚴格遵守BH1750。首先將BH1750重放，以便讀取照度。接到命令后，BH1750就開始將裝有溫度信息的字節用單片機傳送出去，其中傳輸方式為高位狀態，整數為12字節，其中包括7個整數和4個質數。最后，MCU整合處理這些數據，并在LCD畫面顯示溫度。圖4-2系統讀出照度子程序設計流程圖4.3按鍵設置子程序設計如圖4-3所示為系統按鍵設置子程序流程圖。按鍵程序設計的目的是實現用戶與檢測設備溝通，可通過按鍵操作，實現照度上限值和下限值的設置，滿足功能要求。在程序流程中，首先在定時器界面上實時掃描“設置”K1按鈕。只要按下“設置”K1按鈕，定時器便能察覺到；如果不按“設置”K1按鈕，系統將處于正常照度測量模式和模式0。如果按下“設置”K1按鈕，系統將會以設定模式1和照度上限的狀態啟動，然后再按“設置”K1按鈕，進入模式2和照度設定狀態，再按“設置”K1按鈕就會恢復正常狀態。當按下“K2”鍵時，與“K3”鍵連接的單片機IO端口將會全部關閉。此時單片機就決定了這一模式的設置。在程序流程圖中，通過上述的設計，使按鍵能夠實現以下功能：每點擊一次“K2”，實現照度設置值每增加50lx；每點擊一次“K2”，實現溫度設置值每減少50lx。圖4-3按鍵設置子程序設計流程圖4.4液晶顯示子程序設計在本設計的系統中，液晶顯示屏顯示的子程序流程圖如下圖4-4所示。液晶顯示屏LCD1602的通信協議使用連接簡便，采用8位并聯通信協議。第一個是初始化(LCD1602)，將溫度信號數據填寫，發出指示命令，緊接著再設定一個標示坐標，才能索引本設計系統中檢測到的溫度的整個字體，調用相應文字的代碼，然后在標示畫面中顯示該文字。如果第一個字符被標記出來，將按照同樣的提示原則顯示出來，當下一個字符被標記為全部文字時，停止顯示。圖4-4液晶顯示子程序設計流程圖4.5照度超標報警子程序設計照度超標報警子程序設計流程圖如下圖4-5所示。系統接收到照度傳感器采集的照度數據，將采集的照度與設置的照度上限值及下限值相比較。若照度傳感器采集到的照度高于一開始設置的照度上限值時，則紅燈亮，發出蜂鳴報警聲；低于一開始設置的照度下限值時，則綠燈亮，發出蜂鳴報警聲。圖4-5照度超標報警子程序設計流程圖

第五章實物的制作與調試基于單片機的數字照度計系統經過設計、焊接制作后，以實物的形式展現，實物圖如下圖5-1所示。實物焊接完成后，將進行一系列的系統功能調試。實物的系統功能調試中，主要分為硬件部分調試、軟件部分調試和功能實驗調試。圖5-1單片機數字照度計實物圖5.1實物上電調試實物的硬件部分調試分為2步，分別上電觀察和靜態調試。第一步是上電觀察，給線路提供電源，檢查設備是否有煙霧，是否有異味等不正常的現象，若出現不正常現象時則馬上切斷電源，等到錯誤解決時再打開電源。第二步是靜態調試，在信號輸入中添加固定等級的信號并進行DC測試后，使用萬用表測驗各個地點的電位，然后與理論推測相比較，將電路分析原理相結合。確保電路DC正常工作，受損或重大啟動狀態下的電路組件及時找到。然后更換組件或調整電路的每個變量，電路啟動時就能滿足整個設計的要求。通過以上硬件部分的調試步驟，各步驟均能滿足要求。在上電觀察中，電源能夠正常供電，未有煙霧、異味等異常情況；在靜態調試中，用萬用表測得得各個地點的電位均與理論推測值一致，滿足設計要求。實物的軟件部分調試時，在將編譯程序應用到實際操作前，可以通過手動或編譯程序進行事前測試，修改語法和邏輯錯誤。在軟件部分調試時，主要分為以下步驟：第一步：根據本設計的要求，編制一系列影響的程序，檢查程序無語法等錯誤時，然后把程序燒錄到已經焊接完畢的單片機芯片中。第二步：根據實際的功能要求，利用軟件模擬不同的光照程序，查看單片機程序是否能夠做出相應的動作。經過以上步驟的軟件調試，未發現因軟件編輯問題導致的運行錯誤，模擬運行均能可靠進行。5.2實物功能實驗本設計的系統實物已經經過了以上的硬件部分調試和軟件部分調試后，接下來要進行比較全面的聯合調試，用以檢測本設計是否能夠完全實現所有的功能要求。功能實驗方案如下：照度計上電，利用K1、K2、K3鍵設置照度報警上限值與下限值，上限值為1000lx，下限值為500lx；準備兩款精度校準準確的照度計，設置2個照度檢測參照組；制作一個檢測光照強度的紙箱，能夠容納3個照度計，紙箱三面為全封閉，其中一面可調節光照強度；利用紙箱設置10組光照強度，分別將3個照度計置于紙箱中，3個照度計均做好標記，分別為對照組1、對照組2和實驗組，查看和記錄各組照度檢測數據及實驗組報警動作情況。根據以上實驗方案，實驗數據如下表5-1所示。表5-1照度計功能實驗數據表組別對照組1/lx對照組2/lx實驗組/lx警示燈蜂鳴器1214214215藍燈亮報警2278277278藍燈亮報警3366368367藍燈亮報警4502504504燈未亮未報警5598601599燈未亮未報警6677677679燈未亮未報警7846847847燈未亮未報警8100710061008紅燈亮報警9123212351232紅燈亮報警10146814701467紅燈亮報警根據表1照度計功能實驗數據，實驗組檢測的照度值與對照組1、對照組2基本一致；當照度檢測值在下限值500lx以下時，發出蜂鳴報警，藍燈亮；當當照度檢測值在上限值1000lx以上時，發出蜂鳴報警，紅燈亮。綜合以上的照度數據及動作情況，實物能夠滿足初設的功能要求，實驗合格。

結束語本文以單片機微型核心控制技術為基礎，選取STC89C52單片機為核心控制芯片，結合BH1750照度傳感器，實現了高精度的光照強度檢測，當所測照度大于所設置的上限指標值或小于所設置的下限指標值，系統會自動發出聲光報警信號。在全文中，開展了系統方案的選取、硬件部