Arduino和C51开发光敏传感器
概述
详细
一、光敏传感器
光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光敏传感器中最简单的电子器件是光敏电阻，它能感应光线的明暗变化，输出微弱的电信号，通过简单电子线路放大处理，可以控制LED灯具的自动开关。
模块使用说明
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光敏电阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；
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模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，DO 端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，DO端输出低电平；
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DO 输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；
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小板模拟量输出 AO 可以和 AD 模块相连，通过 AD 转换，可以获得环境光强更精准的数值.
二、C51单片机串口显示光照强度
光敏传感器的AO引脚输出的是模拟信号，而51单片机内部没有AD/DA转换器，不能接收模拟信号，只能接收到数字信号，所以我们需要一个能够进行AD/DA转换的模块，这里我选择了PCF8591模块来进行AD转换。
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591 具有 4 个模拟输入、1 个模拟输出和 1个串行 I2C 总线接口。PCF8591 的 3 个地址引脚 A0, A1 和 A2 可用于硬件地址编程，允许在同个 I2C 总线上接入8个PCF8591 器件，而无需额外的硬件。在 PCF8591 器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向 I2C 总线以串行的方式进行传输。（简单的说：可以实现4路 模拟输入，1路模拟输出，具体功能看模块使用说明）
硬件连接： 
PCF8591的使用会涉及到I2C总线，程序中也要加入对I2C的操作，Pcf8591SendByte()来选择使用PCF8591 模块的哪一路输入（这里选择AIN0）
void Pcf8591SendByte(uchar channel)
{
I2C_Start(); //开始I2C总线
I2C_SendByte(WRITEADDR); //发送写器件地址
I2C_SendByte(0x40|channel); //发送控制寄存器
I2C_Stop();
}
uchar Pcf8591ReadByte() //读取值
{
uchar num;
I2C_Start();
I2C_SendByte(READADDR); //发送读器件地址
num=I2C_ReadByte(); //读取数据
I2C_Stop(); //结束总线
return num;
}
void main()
{
uint adNum;
float value;
UsartInit();
while(1)
{
Pcf8591SendByte(0); //使用通道0 (可选择通道0-3)光敏传感器A0连接PCF8591传感器的AIN0
/*adNum一定是0到255之间的一个数，因为pcf8591是8位的AD/DA芯片，所以输出的范围为00000000
到11111111，即0到255*/
adNum=Pcf8591ReadByte(); //读出数值
value = adNum;
value=100.0 - value*100.0/255.0; //把光敏值转换为0-100的数值，这里255.0可更改
//（根据实际测试value最暗值）
printf("light:");
printf("%.2f\n",value); //打印数据到串口
delay1s();
}
}
打开串口调试助手，获取光照强度值:
三、Arduino串口显示光照强度
Arduino内部有AD/DA转换器，所以接收模拟信号会变得非常容易操作。
硬件连接： 
代码如下：
#define light A5 //定义模拟口A5
float Intensity = 0;//光照度数值
void setup() //初始化
{
Serial.begin(9600);//设置波特率9600
}
void loop()//程序主体循环
{
Intensity = analogRead(light); //读取模拟口AD5的值，存入Intensity变量
//Intensity = 100.0 - Intensity / 6.7;//VCC接3.3V时，Intensity最高为670,最低为0
Intensity = 100.0 - Intensity / 10.23;//VCC接5V时，Intensity最高为1023,最低为0
Serial.print("Intensity = "); //串口输出"Intensity = "
Serial.print(Intensity); //串口输出Intensity变量的值
Serial.print("%\n");
delay(1000); //延时1s
}
串口读取到的光照强度值如下图:
四、总结
本文实现51单片机和Arduino串口显示光照强度，介绍了光敏传感器和PCF8591 AD/DA转换模块的使用方法，如果你对模拟信号和数字信号还不怎么了解，我建议你先去学下。学完了这个，建议去读取其他传感器的模拟信号，具体实现方法是一样的。
五、项目结构图
