51单片机光源频闪特性参数测试电路设计(5)
电压变动产生的影响，可以用视觉敏感系数曲线和闪变电压限值曲线两个概念来量化。
可以被人眼感知的光源闪烁，可以通过统计的方法来测得人眼的对光源闪烁的感觉特性。图2.1是人眼对不同频率的电压波动引起的视觉敏感系数曲线。从曲线上可以看出最敏感的频率是8.8Hz,偏离该频率后，敏感度随频率而降低。当闪烁频率40Hz以上时，感觉就不灵敏；50Hz以上的闪烁就完全没有感觉。
图2.2是IEC给出的闪变电压限值曲线。它和视觉敏感系数曲线互为映象，视觉敏感频率为8.8Hz,这时电压变动d最小，是0.29%.该曲线是在周期性矩形（或阶跃）电压作用下得到的。
图2.1视觉敏感系数曲线
其中电压变动d表示相邻两个极值电压之差，以百分数形式给出；电压变动频率r表示单位时间内电压变动的次数，单位min-1。
2.6 闪烁度的评价方法
表征光源闪烁强度的参数波动深度、闪烁指数、闪烁百分比，图3为典型闪烁波形。图中，Φm为闪烁波峰值，Φn为闪烁波谷值，Φ0为平均光通量，Q1为Φ0以上部分曲线下的面积，Q2为Φ0以下部分曲线下的面积，T为周期。
图2.2闪变电压限值曲线
光通量波动深度是对光源闪烁幅度的量化。光源闪烁是光通量波动的外在体现，光通量波动是光源闪烁的直接原因。
表征光源闪烁的参数还有光源光通量波动的频率，这也是表征光源闪烁的主要参数。
本系统使用波动深度和闪烁频率两个参数表征光源的频闪特性。[6]
2.7 常用传统电光源的频闪深度
当前，在生产领域、日常生活中。应用最广泛的传统电光源，主要有白炽灯、高压汞灯、高压钠灯、金卤灯、直管型（电感式）日光灯。由于其技术品质的原因，频闪深度和频闪效应危害严重[7]。
现将上述几种传统电光源的频闪深度列表如下：
表1.1 传统电光源的频闪深度与频闪频率列表
白炽灯 高压汞(钠)灯 金属卤化物灯 T8直管日光灯
频闪深度 50％ 65％ 65％ 55％
频闪频率 100Hz 100Hz 100Hz 100Hz
说 明 由于电网电压波动影响，表中频闪深度，实际还会加大10％--20％
3 系统设计
本课题主要选取不同类型照明光源，对其频闪特性参数进行测试和分析，从而得出上述光源的频闪特征定量测试数据，为研究开发新型绿色光源提供相关实验依据。综合设计要求，本系统采用微处理器结合A/D的方式。
3.1 系统框图
整个系统的模块框图如图3-1所示
： 图3-1 系统框图
系统的工作过程为：通过光电传感器将光源的光通量变化转换成模拟信号，设通过A/D转换将模拟信号转换成数字信号传输给单片机，通过单片机内的函数计算，得到所需的参数经放大后在数码管上显示输出。各个模块具体工作过程在后文中具体叙述。
3.2 器件选择
3.2.1 单片机选择
STC89C52单片机简介：
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。