基于PIC16F946的紫外线照度测量系统研究

论文摘要

紫外线（UV）固化技术由于其固化速度快、温度低、节省能源、无污染等优点，已广泛应用于涂料、油墨、胶粘剂和电子产品等诸多领域。自此，对紫外线照度测量的必要性也在不断提高，以便为厂家在生产过程中提供紫外线强度界定的标准。本文通过前期的市场调研，对影响紫外线固化效果的因素，现有测量仪器的现状以及未来发展趋势做了深入的研究，也查阅了国内外各种前沿测量技术的相关文献，综合其优劣，提出了基于PIC16F946单片机的紫外线照度测量系统方案。本系统以PIC16F946单片机为核心，经滤光片和余弦校正器补偿后的紫外光通过S1226型硅光电二极管转换成光电流信号，再经I/V、A/D转换，由PIC16F946进行数据处理并计算出相应光强度，用LCD显示，也可经串口传至上位机。软件设计上采用模块化设计的原则，使程序可读性更高、易移植，特别对标度变换程序做了详细分析。最后，提出了系统性能改进的相关措施以及硬件、软件方面的具体抗干扰方法。测量系统经多次实验证明，具有较高的精度，系统测量误差在2.5%以内。与国内外同类产品相比，具有稳定性高，采用电池供电后，携带方便和低功耗等特点。能应用于各种恶劣的工作环境，可替代进口同类产品，在紫外线固化领域具有广泛的市场应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题的研究背景和意义
• 1.3 国内外研究现状分析
• 1.3.1 紫外线照度计量值溯源方法
• 1.3.2 国内紫外辐射照度计量基准装置
• 1.4 课题的研究内容及任务
• 第二章 紫外线照度测量原理
• 2.1 光电检测中的基本量
• 2.2 紫外线照度计的组成
• 2.3 紫外线照度测量原理
• 2.3.1 测量方法
• 2.3.2 光电传感器的特性参数
• 2.3.3 滤光及余弦校正
• 2.3.4 标度变换
• 2.4 紫外线照度计测量误差产生的原因分析
• 第三章 紫外线照度测量系统硬件设计
• 3.1 系统硬件总体设计方案
• 3.2 探测器的设计
• 3.2.1 光电传感器的选型
• 3.2.1.1 光电二极管的工作原理
• 3.2.1.2 硅光电二极管的等效电路及响应的线性
• 3.2.2 滤光片与余弦校正器的选型
• 3.3 电压转换与电池电压、温度检测模块
• 3.3.1 电压转换部分
• 3.3.2 电池电压和温度检测
• 3.4 I/V 转换与信号前置放大设计
• 3.4.1 光电二极管的工作模式
• 3.4.2 电路设计
• 3.4.3 运放选型
• 3.5 A/D 转换电路
• 3.5.1 芯片选型
• 3.5.2 ADS8320 芯片介绍
• 3.6 主控模块器件选型及设计
• 3.6.1 PIC 系列单片机概述
• 3.6.2 PIC16F946 系列单片机控制系统
• 3.7 人机交互部分设计
• 3.7.1 键盘接口设计
• 3.7.2 液晶模块接口设计
• 3.7.3 标定接口设计
• 3.8 串行通信接口设计
• 3.8.1 RS-232 通信接口介绍
• 3.8.2 RS-232 与单片机的接口设计
• 第四章 系统软件设计及实现
• 4.1 PIC 开发环境
• 4.1.1 MPLAB-IDE 介绍
• 4.1.2 PICC 编译器介绍
• 4.2 系统软件设计总体介绍
• 4.3 系统初始化模块
• 4.4 中断服务模块
• 4.5 A/D 程序设计
• 4.6 人机交互模块的实现方法
• 4.6.1 按键扫描子程序
• 4.6.2 液晶显示子程序
• 4.6.3 标度变换的实现方法
• 4.7 仿真与调试
• 第五章 系统抗干扰设计
• 5.1 干扰的定义及分类
• 5.2 硬件抗干扰设计
• 5.3 软件抗干扰设计
• 第六章 测量结果与分析
• 6.1 测量方案
• 6.2 测量仪器
• 6.3 测量数据与误差分析
• 6.4 系统性能进一步改进措施
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间本人公开发表的论文
• 附录 1 紫外线照度计实物图及电路板
• 附录 2 紫外线照度计原理图
• 附录 3 部分程序源代码
• 致谢