光線強弱檢測
一、實驗目的
A/D 轉換器是單片機控制系統常用的數據采集器件，利用A/D 轉換器件可以使單片機
處理模擬信號。本實驗中，單片機使用串行A/D 轉換芯片ADC0832 和光電池實現對光線
強弱的檢測和判斷，并把檢測結果用數碼管顯示。通過實驗需掌握以下知識要點：
1．掌握串行A/D 轉換器的使用方法。
2．掌握單片機系統中A/D 轉換器的作用
3．掌握光電池模塊的使用方法
二、預備知識
1．光電池模塊
光電池模塊由光電池和放大電路組成。光電池的輸出電壓與光線強度成正比，但其輸
出電壓較小，且輸出電壓范圍與A/D 轉換器的參考電壓范圍不匹配。放大電路對光電池的
輸出電壓進行放大，使其輸出電壓的變化范圍為0~5V。光電池模塊的電路如下圖所示：

圖3-16 光電池模塊電路圖
圖中BT1 是光電池，運放U1A 是電壓跟隨器，用于阻抗匹配。U1B 實現電壓放大，調
整Rx，能調整電路放大倍數，可以在規定光線強度內，使輸出電壓的范圍為0-5V。C1、C2
用于旁路高頻干擾信號，抑制干擾。
2．串行A/D 轉換芯片ADC0832
A/D 轉換芯片是單片機系統中常用的數模接口芯片，用于將單片機不能直接處理的模
擬量轉換為數字量。A/D 轉換芯片按輸出方式分，有串行輸出和并行輸出兩種類型。并行
A/D 與單片機連接時需要占用較多的I/O 口，但編程較簡單；串行A/D 與單片機連接只需
占用2-3 個普通I/O 口。
ADC0832 是美國模擬器件公司生產的8 位串行模數轉換芯片，它有兩個輸入通道，可
以輸入兩路模擬電壓。其數據輸出采用SPI 串行輸出，與單片機連接時只需要占用三個普
通I/O 口。ADC0832 的引腳定義和在“旋風”小車中的連接如下圖所示：

圖3-17 ADC0832 的引腳定義和連接
ADC0832 的引腳功能如下表：
表3-5 ADC0832 的引腳及連接
引腳序號 標號 功能 在“旋風”小車上的連接
1 CS 片選，低電平有效 接P2.0
2 CH0 模擬量輸入端0 通過跳線接J3
3 CH1 模擬量輸入端1 通過跳線接J4
4 GND 電源負極 接電源負極
5 DI 串行數據輸入端 與DO 端共接P3.6
6 DO 串行數據輸出端 與DI 端共接P3.6
7 CLK 時鐘脈沖輸入端 接P3.7
8 VCC 電源正極（5V） 接+ 5V
ADC0832 的實例程序如下：
1、TLC0832 的軟件接口程序
ORG 0000H
ADCDIO BIT P3.6 ；ADC0832 的DI 和DO 端接P3.6
ADCLK BIT P3.7 ；ADC0832 的CLK 端接P3.7
CS0832 BIT P2.0 ；ADC0832 的片選端接P2.0
AD: MOV R7 , #08
CLR ADCLK
CLR CS0832 ；ADC0832 有
SETB ADCDIO ；第一個脈沖下降沿前，DI 端必須為“1”
SETB ADCLK
NOP
CLR ADCLK ；脈沖下降沿
SETB ADCDIO ；輸出“1”選擇單極性輸出

SETB ADCLK
NOP
CLR ADCLK ；脈沖下降沿，數據輸出
CLR ADCDIO ；輸出“0”選擇CH0 通道
SETB ADCLK
NOP
CLR ADCLK ；脈沖下降沿，數據輸出
NOP
SETB ADCLK
NOP
SETB ADCDIO
AD0: CLR ADCLK ；逐位讀入A/D 轉換結果
NOP
SETB ADCLK
MOV C,ADCDIO ；把ADC0832 的數據讀入標志位C
RLC A ；用移位指令，把數據移入累加器ACC 中
DJNZ R7,AD0 ；讀取8 次
SETB CS0832
MOV 30H,A ；轉換結果存在30H 中
……
以上程序段對ADC0832 的CH0 端輸入的模擬電壓進行轉換，并將結果存放在30H 單元。
三、硬件連接
1．連接按鍵顯示模塊。
2．把光電池模塊插在J3 插座上，并將JP6 的右端短接。
四、實驗內容
1．根據硬件連接要求連接硬件線路
2．編程實現以下功能：
用A/D 轉換器把光電池模塊輸出的模擬電壓轉換為一個字節的數據，并將該數據直接
顯示數碼管上。程序流程圖如下：

圖3-18 A/D 轉換及顯示程序流程圖

3．分別把光電池置于暗處和光線較強處，觀察記錄顯示的數據。
五、擴展內容
1．控制小車原地轉動一圈，然后再轉動到光線最強的方向停止。
注：① 為了使光電池檢測光的方向性更強，可以在光電池上套一個黑色的塑料筒。
② 編程思路：
先讓小車慢速旋轉一圈以上，在旋轉過程中連續用A/D 轉換器采集光電池模塊輸出電
壓，并只保留其最大值。這樣就確定了光線最強處的數值，然后讓小車繼續旋轉，直到采
集的數據大于等于最大值是小車停止。整個過程小車旋轉的圈數不應超過兩圈。
六思考題
1．小車上采用串行A/D 轉換器有何優點？
2．查閱資料，列出ADC0832 芯片的 技術參數。
3．在本實驗的基礎上，把顯示的結果修改為照度單位，應如何修改？