自動亮度控制結果展示

LCD屏幕顯示的人眼適合亮度同環(huán)境光強的大小有著一定的依存關系，具體公式如下，

如圖2，實驗結果可看出，在環(huán)境光強較強時應該提高背光電壓以保證較好的對比度，隨著環(huán)境光強的減弱，LCD背光亮度也應該隨之減弱，但是減弱幅度應該變小；隨著環(huán)境光強減弱到一定限度之后，背光電壓反而應該升高以便可以清晰的看到顯示內容。整個變化趨勢類似于二次函數(shù)曲線。

此外，實驗中整個控制系統(tǒng)對光強變化的反應非?？?，幾乎在光強變化的同時就可以完成LCD的調節(jié)，這體現(xiàn)了單片機數(shù)字處理系統(tǒng)快速穩(wěn)定的優(yōu)點 。2100433B

1.1750傳感器與8051單片機

BH1750FVI的SCL、SDA接口分別于8051單片機的P3.0、P3.1相接，從而外界光強值的數(shù)字信號能順利輸入 單片機。VCC接口需要由單片機引人5V 左右的電壓。ADDR、GND都做接地處理。

如圖1所示，BH1750只占用單片機兩個I/O可正常工作，主要得益于該芯片采用IIC議，只需兩個I/O接口即可完成數(shù)據(jù)傳輸工作。IIC總線是Philips公司于20世紀80年代開發(fā)的兩線式串行總線。IIC數(shù)據(jù)過程總共有三種信號類型：開始信號、傳輸信號、結束信號。

BH1750與單片機信號傳輸過程分為兩步：

（1）單片機向BH1750發(fā)送控制命令：①單片機產生啟動信號； ②單片機發(fā)送8位地址數(shù)據(jù)；③單片讀取BH1750的應答信號；④單片機發(fā)送8位命令指令；⑤單片機讀取應答；⑥單片機產生停止信號。

（2）單片機從BH1750讀取數(shù)據(jù)；①單片機產生啟動信號；②單片機發(fā)送8位地址數(shù)據(jù)；③單片機讀取應答；④單片機讀取高8位數(shù)據(jù)；⑤單片機產生應答信號；⑥單片機讀取低8位數(shù)據(jù) ⑦單片機產生應答信號 ；⑧單片機產生停止信號 。

2.8051單片機與DAC0832數(shù)模轉換芯片以及LM324運算放大器

8051單片機接受傳感器數(shù)字信號并對其進行一定函數(shù)處理后才能輸出，且只能輸出數(shù)字信號，因此需借由數(shù)模轉換器DAC0832及其LM324運算放大器組合使用，將單片機輸出的數(shù)字信號轉換為適合供給LCD背光源電壓模擬量。

DAC0832采用單緩沖接法。其中，DI0至DI7與單片機P0.0至P0.7相連，輸人數(shù)字信號。基準電壓使用開發(fā)板電源供給，此時，輸出端輸出為負電壓，因此，OUT2、OUT1分別與放大器的正、負輸人相接，即運算放大器采用反向輸人加法運算方式，使其能夠輸出正向電壓，滿足LCD正向供電。

LM324使用時必須嚴格控制其工作電壓及其負載電阻，一般情況下工作電壓正、負向需均有偏轉，具體偏轉值大小由輸入輸出模擬量決定。在這里給出本系統(tǒng)的處理方法，即采用W7912集成穩(wěn)壓電源配合12V開關電源，構造出負向12V電壓，供LM324負向偏轉工作 。

3.51單片機與LCD1602液晶顯示屏

LCD1602在本系統(tǒng)中用來顯示當前外界光強值，并代表理想LCD作為實驗對象顯示調節(jié)效果。

VSS、VDD用以提供LCD1602工作電壓。RS、RW、E三個接口分別與單片機的P3.5、P3.6、P3.7相連，用 以單片機對LCD1602顯示屏所顯示數(shù)據(jù)的讀寫控制。D0至D7接口，分別與單片機P1.0至P1.7相連，使數(shù)字信號輸入LCD1602顯示屏，顯示輸出當前環(huán)境光強值。BLA、BLK分別是背光源的正負接頭，我們所需調節(jié)的即是這兩端的電壓值，從而實現(xiàn)LCD背光亮度的改變。一般情況下，BLK連接GND線作為電壓參照端，BLA端連接運放輸出端，接收其變化的電壓即可實現(xiàn)背光源電壓改變，從而控制LCD顯示亮度，達成實驗目的 。

自動亮度控制調節(jié)原理

亮度是指發(fā)光體（反光體）表面發(fā)光（反光）強弱的物理量。LCD亮度定義為，在規(guī)定工作條件下顯示器件發(fā)光強度的度量。LCD顯示器其實是被動顯示光強的部件，本身并不發(fā)光，而是借由內部冷陰極射線管即背光源 的發(fā)光穿透液晶產生亮度。LCD的亮度取決于背光源的亮度、液晶本身穿透率、環(huán)境光強等因素。

人眼的主觀亮度不僅取決于顯示器本身的亮度，還與主光源和外界光強的對比度有關。主管亮度感覺S與光源 亮度B的對數(shù)成比例：

其中，K和

我們所說的調節(jié)LCD亮度其實是對發(fā)光源亮度進行控制，使人眼的主觀亮度與環(huán)境光強協(xié)調，保證人眼舒適。因此，在這里需要考慮環(huán)境光強對主觀亮度的影響，即結合測量到的外界光強，綜合調節(jié)背光源的電壓，實現(xiàn)亮度調節(jié) 。

自動亮度控制結構及流程

主要接口介紹：

SCL：IIC總線時鐘引腳；SDA：IIC總線數(shù)據(jù)引腳；VCC：電源端口；DVI： 參考電壓；GND：接地端。

本系統(tǒng)采用BH1750光照傳感器感受光強，LCD1602模擬LCD顯示屏，并綜合使用數(shù)模轉換器、運算放大器等相關電子器件，對實驗預期的LCD屏幕光亮調節(jié)進行模擬。具體流程為：BH1750采集外界光強信號，光強模擬量經傳感器處理成數(shù)字信號后輸人單片機。單片機對數(shù)字量做出函數(shù)處理并把控制信號送至數(shù)模轉換器，經運算放大器將之轉換為合適的電壓值，最終實現(xiàn)通過感應環(huán)境光強來調節(jié)控制LCD背光亮度的目的 。

自動亮度控制傳感器

BH1750是由ROHM設計的，是一種用于兩線式串行總線接口的數(shù)字型光強度傳感器集成電路，支持I2CBUS接口。其感光元件擁有接近視覺靈敏度的光譜靈敏度特性，搭配相關內置電路后能夠感應較大范圍的光強值，總體量程為0-65535lx。BH1750最大優(yōu)點在于內置模數(shù)轉換器，能輸出對應亮度的數(shù)字值，便于后續(xù)數(shù)字信號的處理。使用高集成度的BH1750能省去使用光敏電阻時的模數(shù)轉換電路，使整體電路復雜度大大降低

BH1750工作原理為：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電

流轉換為PD電壓，經由模數(shù)轉換器轉換成為16字數(shù)據(jù)，然后通過邏輯和I2C對數(shù)據(jù)進行處理與存儲。OSC則為內部振蕩器，用以提供內部邏輯時鐘，通過外界輸人相應的指令操作即可對內部存儲的光照數(shù)據(jù)進行讀取操作 。

LCD屏背光亮度與環(huán)境光強不協(xié)調時，人眼就會產生視覺疲勞，而這種疲勞將對人眼視力造成不可逆的損傷。且屏幕亮度過高會直接影響LCD使用壽命；過低又影響顯示器顯示效果。因此，亮度調節(jié)成為顯示必要的一項功能。

光敏電阻存在兩個缺點：1）受溫度影響大，在不同室溫下，所采集到的數(shù)據(jù)會有差別；2）響應速度慢，延遲時間與搭配電路的復雜度相關。如果直接使用光電二極管，則需要與放大電路以及A/D轉換器配合使用，系統(tǒng)設計增加復雜程度的同時，也引人了不必要的誤差 。

比例控制比例控制與積分控制結合（PI控制）

具有比例-積分控制規(guī)律的控制器，稱PI控制器，其輸出信號m(t)同時成比例地反應輸入信號e(t)及其積分，即

式中，Kp為可調比例系數(shù)；Ti為可調積分時間常數(shù)。

在串聯(lián)校正時，PI控制器相當于在系統(tǒng)中增加了一個位于原點的開環(huán)極點，同時也增加了一個位于s左半平面的開環(huán)零點。位于原點的極點可以提高系統(tǒng)的型別，以消除或減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；而增加的負實零點則用來減小系統(tǒng)的阻尼程度，緩和PI控制器極點對系統(tǒng)穩(wěn)定性及動態(tài)過程產生的不利影響。只要積分時間常數(shù)Ti足夠大，PI控制器對系統(tǒng)穩(wěn)定性的不利影響可大為減弱。在控制工程實踐中，PI控制器主要用來改善控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能。

比例控制比例控制與微分控制結合（PD控制）

具有比例——微分控制規(guī)律的控制器，稱為PD控制器，其輸出m (t)與輸入e(t)的關系如下式所示：

式中，Kp為比例系數(shù)；

PD控制器中的微分控制規(guī)律，能反應輸入信號的變化趨勢，產生有效的早期修正信號，以增加系統(tǒng)的阻尼程度，從而改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在串聯(lián)校正時，可使系統(tǒng)增加一個

比例控制比例、積分、微分控制結合（PID控制）

具有比例-積分-微分控制規(guī)律的控制器，稱PID控制器。這種組合具有三種基本規(guī)律各自的特點，其運動方程為

與PI控制器相比，PID控制器除了同樣具有提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能的優(yōu)點外，還多提供一個負實零點，從而在提高系統(tǒng)動態(tài)性能方面，具有更大的優(yōu)越性。因此，在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中，廣泛使用PID控制器。PID控制器各部分參數(shù)的選擇，在系統(tǒng)現(xiàn)場調試中最后確定。通常，應使I部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的低頻段，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能；而使D部分發(fā)生在系統(tǒng)頻率特性的中頻段，以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能。

財務控制特征

它是指按照一定的程序與方法，確保企業(yè)及其內部機構和人員全面落實和實現(xiàn)財務預算的過程。特征有：以價值形式為控制手段；以不同崗位、部門和層次的不同經濟業(yè)務為綜合控制對象；以控制日常現(xiàn)金流量為主要內容。

它是內部控制的一個重要組成部分，是內部控制的核心，是內部控制在資金和價值方面的體現(xiàn)。從工業(yè)化國家發(fā)展的經驗來看，企業(yè)的控制存在著宏觀和微觀兩種不同模式。其中財務的宏觀控制主要借助于金融、證券或資本市場對被投資企業(yè)直接實施影響來完成，或者通過委托注冊會計師對企業(yè)實施審計來進行，前者主要反映公司治理制度、資本結構以及市場競爭等對企業(yè)的影響，后者實際是外部審計控制。

必須以確保單位經營的效率性和效果性、資產的安全性、經濟信息和財務報告的可靠性目的。它的作用主要有以下三方面，一是有助于實現(xiàn)公司經營方針和目標，他既是工作中的實時監(jiān)控手段，也是評價標準；二是保護單位各項資產的安全和完整，防止資產流失；三是保證業(yè)務經營信息和財務會計資料的真實性和完整性。

財務控制原則

基本原則包括：（1）目的性原則；（2）充分性原則；（3）及時性原則；（4）認同性原則；（5）經濟性原則；（6）客觀性原則；（7）靈活性原則；（8）適應性原則；（9）協(xié)調性原則；（10）簡明性原則。

財務控制種類

1、按照內容，可分為一般控制和應用控制兩類。

2、按照功能，可分為預防性控制、偵查性控制、糾正性控制、指導性控制和補償性控制。

3、按照時序，可分為事前控制、事中控制和事后控制三類。

財務控制局限性

良好的控制雖然能夠達到上述目標，但無論控制的設計和運行多么完善，它都無法消除其本身固有的局限，為此必須對這些局限性加以研究和預防。局限性主要有三方面：一是受成本效益原則的局限；二是財務控制人員由于判斷錯誤、忽略控制程序或人為作假等原因，導致它失靈；三是管理人員的行政干預，致使建立的控制制度形同虛設。由于財務管理存在于企業(yè)的經濟活動的方方面面，因此其對企業(yè)生產經營的影響非常大。它有一套完整的體系，它由環(huán)境、會計系統(tǒng)和控制程序三部分組成。它環(huán)境指建立或實施控制的各種因素。主要因素為管理單位和相關人員對它的態(tài)度、認識和行為。

具體包括：單位組織結構、管理者的經營思想和經營作風、管理者的職能和對這些職能的制約、確定職權和責任的方法、管理者監(jiān)控和檢查工作時所采用的控制措施、人事工作方針及其實施、影響單位業(yè)務的各種外部關系等。會計系統(tǒng)指單位建立的會計核算和會計監(jiān)督的方法和程序。有效的會計系統(tǒng)應當做到：確認并記錄所有真實的經濟業(yè)務，及時并充分詳細地描述經濟業(yè)務，在財務會計報告中對經濟業(yè)務做出適當?shù)姆诸?；計量經濟業(yè)務的價值，在財務會計報告中記錄其適當?shù)呢泿艃r值；確定經濟業(yè)務發(fā)生的時間，將經濟業(yè)務記錄在適當?shù)臅嬈陂g；在財務會計報告中反映經濟業(yè)務、披露會計信息?？刂瞥绦蛑腹芾碚咚贫ǖ姆椒ê统绦颉＞唧w包括：經濟業(yè)務和經濟活動批準權；明確人員的職責分工，有效防止舞弊；憑證和帳單的設置和使用，準確通過會計帳簿反映經濟業(yè)務；管好用好財產物資；對已登記的業(yè)務及其計價要進行復核等。

基于不變性原理組成的自動控制稱為補償控制，它實現(xiàn)了系統(tǒng)對全部干擾或部分干擾的補償。 按其結構的不同， 補償控制系統(tǒng)一般有前饋控制系統(tǒng)和大遲延過程系統(tǒng)兩種。補償控制系統(tǒng)廣泛應用于工業(yè)生產過程、醫(yī)學、心理學、軍事、電機、計算機等領域。

前饋控制是以不變性原理為理論基礎的一種控制方法， 屬開環(huán)控制系統(tǒng)。 常用的前饋控制系統(tǒng)有單純前饋控制系統(tǒng)、前饋 -反饋控制系統(tǒng)和前饋 -串級控制系統(tǒng)等三種結構形式。大遲延系統(tǒng)的解決方法很多， 最簡單的是利用常規(guī)控制器。主要采用常規(guī) PID 的變形方案，如微分先行控制方案和中間微分控制方案等。