目录
第章 绪 2
11 课题背景意义 2
12 国外现况 3
13 课题研究容 4
1单芯片系统硬件设计 4
2液晶屏硬件设计 4
3警告声光报警电路 4
4硬件功测试程序 4
14 开发环境介绍 4
1) 开发环境 4
2) 运行环境 5
第二章 硬件介绍 6
21 STC89C52概述 6
图21 51单片机脚图 6
1 电源引脚 7
2 时钟源 7
3 控制选通复 7
4 功IO端口 7
22 keilC51开发环境 8
22 Nokia诺基亚5110 LCD 9
图22 Nokia5110显示屏 10
23 GP2Y0A02YK0F红外激光测距模块 10
1距离测量范围： 20 to 150 cm 10
2 信号输出类型：电压模拟信号 10
3 包装尺寸：295×13×216 mm 10
4 功耗： 标称值33 mA 10
5 供电电压：45 to 55 V 10
6精度采集AD位数转化计算公式相关10AD般达01CM 10
图23 测距原理 12
图24传感器数值曲线图 12
第三章 硬件系统介绍 13
31 红外激光测距实现构想 13
32 结构框图 13
图31 结构框图 13
33 系统硬件结构电路图 14
图32 整体电路图 14
331 ISP电路 14
图33 载擦电路 15
332 稳压电路 15
图34 稳压电路 15
333 显示模块Nokia5110lcd 15
图35 5110显示电路 16
334 键盘 16
图36 键 17
335红外激光测距模块 17
图37 测距模块 17
336复位电路 17
图38 复位电路 18
337 时钟电路 18
图39 时钟电路 19
338蜂鸣器电路 19
图310 蜂鸣器电路 19
34测距原理测距方法选择 20
3 31相位激光测距 20
342脉法激光测距 20
343 激光三角法测距 21
344激光选择 22
1 采红外激光发光二级结构简单体积成较低 23
2 红外调制简单够实现编码发射 23
3 红外线会通阻碍物 23
4 具低耗反应快特点 24
5 具极强干扰环境工作力 24
6 会环境造成污染基畜害 24
第四章 软件系统设计 25
41 系统软件流程图 25
图41 软件流程图 25
42 部分代码 26
LCD部分 26
c 32 27
x << 3 27
y << 1 27
第五章 实物制作调试说明 31
51 材料选择 31
52 电路板PCB设计 31
53 印刷电路板制作 32
54 单片机测试 32
55 电路调试 32
56 红外激光测距调试 33
第六章 总结 33
第章 绪
11 课题背景意义
项目需求进行接触测量开发出运行快速准确度高具够忍受强干扰体积重量轻激光测距仪激光测距仪作种进行接触测量仪器已广泛遥感探测精密测量建筑安全安全防卫监控智慧控制等领域覆盖种技术学科目前广泛激光测距仪脉相位式激光三角法测距三角测距特点简便精度高考虑接收发射时间测量准确度受光学系统CCD成系统限制接收器件求高时测量透明物体
激光种特性方性亮度高单色性够进行距离测量基编码发射激光测距仪具种特点尤恶劣室外环境条件利激光测距受天气素影响需气见度全天候观测受面反射抗电磁干扰力保密性着优势许许行业需种测量仪器具广阔前景毕业设计目设计种简单手持式激光测距仪采夏普GP2Y0A02YK0F测距传感器模块采三角测量方法
12 国外现况
国外许学公司研究机构进行激光测距仪研究芬兰奥卢学美国施瓦茨电光公司埃克森公司等施瓦茨电光公司美国国家数中心研制动激光海浪测量系统美国公路理局研制监控车辆激光感应系统提高交通利率开发研制军机坠毁激光报警系统埃克森美孚开发海石油开发脉测距系统 1992年亚特兰激光公司警方专门开发手持式激光测距测速仪车辆距离速度 美国1998年开发出美国塔斯科测距力800米相机类型LD激光测距仪美国徕卡展出实LD测距仪测量距离02〜30米1995年国际眼安全激光测距仪研制快已进行波长范围800〜900nm峰值功率10W脉宽度20〜50ns重复率1〜10kHz时测量10米〜1公里非合作目标激光测距仪研究
原固体气体激光测距仪基础80年代开始研究目前基技术已解决工程问题开发种应航天科工集团八三五八研制出精度05m测程200m数率100Hz激光测距仪中国计量学院电子通国外行合作研制成功种测距达1千米精度达米线性放技术方便携带激光测距仪国公司开展研究位常州赛公司研制半导体激光测距仪探测距离达200m测距精度达05m西南技术物理研究研究激光高表工作范围2—800米测量精度达1m工作波长905nm秒钟重复发射百次激光器波长范围375nm~1650nm现市场种手持激光测距仪器种半导体激光仪发射激光频率约905nm1540nm种GAY激光工作波长1064nm现越越追求设备安全性害性身体危害1064nmYAG激光目前外国便携激光测距中完全取消果心者皮肤眼睛话皮肤会受伤尤眼睛伤害辈子事
13 课题研究容
利红外激光传感器单片机核心开发设计手持红外激光测距仪进行调试包括
1单芯片系统硬件设计
（1）电复位电路动复位手动复位
（2）晶体振荡器电路源晶振电路
（3）发光二极电路
2液晶屏硬件设计
（1）选择5110LCD
3警告声光报警电路
（1）报警输出电路采蜂鸣器进行报警
4硬件功测试程序
（1）模块进行调试
（2）整体进行调试
14 开发环境介绍
1) 开发环境
l Intel（R）Core TM(2) CPU T2379 173GHz
l 2G存 250G硬盘
l Microsoft® Windows™ XP Professional
l Microsoft Visual C++ 60 中文版
2) 运行环境
l Intel® Pentium® 2处理器32M存4G硬盘
l Microsoft® Windows™ 9XNT2000XP操作系统
l 800*600屏幕分辨率
第二章 硬件介绍
21 STC89C52概述
单片机种集成电路芯片采超规模技术吧具数处理力中央处理器CPU机存储器RAM读存储器ROM种IO口中断系统定时器计数器等功（包括显示驱动电路模拟路转换器AD转换器等电路）集成块硅片构成完善微型计算机系统工业控制领域广泛应
单片机重计算机分支领域分类十分重必分类时根单片机身发展情况应领域粗略分类型：专型通型非总线型总线型工控型家电型具体类型途发展情况详述
想实现系统功必须完成单片机电路外部功信息交流时需脚相连接达通连效果时称脚单片机外特性表现出科技进步单片机更加注重体积外观科学家想出引脚双功功现情况说51单片机封装形式种样设计40线双列直播式封装形式例心详细介绍图21示
图21 51单片机脚图
1 电源引脚
VCC—40脚正常运行编程校验电源+5V产品放宽27~60V
VSS—20脚电路接
2 时钟源
XTAL1—19脚般外接晶振引脚单片机直接采外部振荡信号源接电
XTAL2—18脚外接晶振引脚单片机直接采外部振荡信号源作输入端口
3 控制选通复
RSTVpd—9脚作单片机复位信号输入端口
ALEPROG—30脚作输出允许址锁存信号输出端口编程入写时编程脉输入端
PSEN—29脚作连接外部程序存储器选通信号输出端口输出低电时效
EAVpp—31脚作连接外部部程序存储器选通信号输入端口输入低电时效
4 功IO端口
P0 口—32~39脚8位漏极开路双IO口
P1 口—1~8脚具部拉电路8位准双IO口
P2 口—21~28脚具部拉电路8位准双IO口
P3 口—10~17脚具部拉电路准双IO口实际特殊第二变异功端口
51单片机通外部封装40条脚组合成相应系统
51单片机核心组成部分：
算术逻辑单元累加器寄存器组成运算器指令寄存器时序发生器操作控制器程序计数器程序计数器指令寄存器时序发生器操作控制器组成控制器寄存器
22 keilC51开发环境
KeilC51某公司出产拥完美开发环境C语言进行51单片机编程软件开发系统C语言进行编程相信更加容易广者接受相汇编语言C语言更加象C语言更加容易读维护相容易学KeilC51装备精良：C编译器宏汇编连接器库理重仿真调试器
KeilC51 安装求（1）Pentium 相应兼容处理器PC（2）Windows 9598NT40操作系统（3）少16MB RAM 20MB 硬盘空间
具体安装步骤：第步双击安装源文件出现Keil软件安装画面安装画面提示安装前应先关闭应程序第二步单机步钮出现版权话框选择意选项第三步单机步钮出现安装路径话框系统默认安装路径选择安装路径第四步单机NEXT钮出现户信息话框需填写项信息第五步单击步钮进入正常安装界面显示安装进度安装文件信息第六步安装系统会动跳转安装完成界面点击Finish安装结束
代码优化：Keil配置中默认配置进行简单程序开发许配置会影响应程序代码质量果适修改参数改善代码空间会提高开发效率C51编译器6种级优化：（1）常亮合表达式址计算式常量合成常量（2）跳转优化跳转反演扩张终目标址（3）代码消执行代码程序中删（4）寄存器变量动变量函数变量放寄存器中没变量保留数存储空间（5）参数通寄存器传递通寄存器传递三函数变量（6）全局子表达式消函数中次出现子表达式址计算式计算次
单片机C语言Windows系统 Dos系统 集成开发环境 (IDE）分应μVisionIshellIDE够完成编辑编译连接调试仿真整开发流程开发员编辑C汇编源文件时候选择IDE身者编译器开发员C51C51编译器编译生成目标文件（obj）开发员解决目标文件时通LIB51创建生成库文件者库文件绑起通L51种方法生成绝目标文件(abs）开发员OH51 abs文件转换变成标准hex 文件生成文件通调试器dScope51进行源代码调试者通仿真器直接目标板进行调试
Keil C51开发软件优点：
（1）Keil C51生成目标代码速度效率方面优势生成汇编代码排布紧凑读者快理解开发型软件Keil C51够体现出高级语言软件开发方面部分优势
（2）C语言功结构读性维护汇编相更加容易学更加优势相信先汇编语言C开发软件会方面更加深刻感悟
22 Nokia诺基亚5110 LCD
Nokia液晶显示屏移动电话中作种便携设备电子显示屏产品区：
●84x48 点阵LCD显示4 行汉字
●接口线少包括信号电源线9条够串行口CPU间直接话够种类型单片机进行通信AVR 单片机ＳＰIMCS51串口模式０等数传输迅速写入数延时
●果想安装显示屏显示屏损坏想更换新十分方便导电胶模块印制版连接更需导线金属钩连接
●LCD 控制器晶片已绑定模块做
●屏幕正常工作电流200μA 低电流具省电模式
Nokia5110液晶四理
1)具成效益LCD1602显示32字符Nokia5110差显示15汉字30字符Nokia5110裸屏仅88元LCD1602般15元左右LCD12864般50~70元
2)接口简单仅4根IO线LCD160211根IO线LCD1286412根
3)速度迅速LCD1286420倍LCD160240倍
面5110显示屏实物图图22
图22 Nokia5110显示屏
23 GP2Y0A02YK0F红外激光测距模块
1距离测量范围： 20 to 150 cm
2 信号输出类型：电压模拟信号
3 包装尺寸：295×13×216 mm
4 功耗： 标称值33 mA
5 供电电压：45 to 55 V
6精度采集AD位数转化计算公式相关10AD般达01CM
GP2Y0A02YK0F夏普款红外激光测距模块三部分构成红外发光二极位置检测电路信号处理三部分组成三角测量中许素会影响传感器测量精度测物体材质环境温湿度测量需时间需测量师传感器输出处理电压探测距离负相关条电压距离曲线通测量电压出距离够场合测量距离避开障碍
数十年中夏普开发红外激光传感器传感器体积耗 工作原理： 基夏普红外传感器基三角法测量原理通发射束特定角光通红外激光象光束会反射回图示CCD检测器反射红外光进行检测移动数值l利初中学知识进行计算原知道值光发射角度a发射镜头接受镜头中心距离X滤镜固焦距f通简单计算算出距离d
图23三角测量原理中知道果测量距离非常时候光移动值非常简单CCD检测器会根光会测移动值时候电压0距离远点果测距距离远偏移距离会非常时候果CCD检测器精度够话够准确测量值想测量距离远CCD分辨率定高
图23 测距原理
非线性输出： SharpGS2XX系列传感器线性现实生活中时候进行修正数传感器输出电压测量距离画出条曲线实际中获真实效值图24典型SharpGP2Y0A02YK0F输出曲线图图中探测距离10厘米时输出电压急剧降物体距离越越远单电压距离远
图24传感器数值曲线图
第三章 硬件系统介绍
31 红外激光测距实现构想
实现红外激光测距硬件设计中红外激光发射驱动电路驱动发射头红外二极发出红外激光红外激光CCD接收通电压转换转换测量电压值接收光距离CCD中心距离会距离缩增红外接收电路转化电压值会增强电压距离成例通转换电压计算知道红外发射模块接收模块距离
采LCD显示屏动态显示变化中距离 LCD显示器STC89C52芯片P0口P2025接口相接接受激光程中STC89C52芯片部会电压模拟量通AD转换转化显示数字量然通LCD显示器显示出键盘AT89C52芯片P13P14P15引脚相接通键盘接口实现设置距离报警值通行串口通P30P31进行载擦
32 结构框图
图31 结构框图
33 系统硬件结构电路图
整红外测距系统STC12C5A芯片红外激光测距模块键盘AD转换电路LCD显示器等构成图32示
图32 整体电路图
331 ISP电路
通载引脚P30P31RXDTXD进行程序载擦 图33示
ISP (InSystem Programming)系统编程电路板器件编入终户代码 电路板拆原件已编程器件ISP 方式擦编程ISP技术未发展方
XL2000ISP部份业界首创前卫产品完美编辑器性载方便性融合起单片机控制时序 口ISP 兼容力问题完全解决快速轻松目标板系统编程相关引脚引入目标板中
图33 载擦电路
332 稳压电路
稳压电路种保持输出电压稳定值电路关素输入电压负载少环境变化电路身参数种电路持续输出稳定直流电源广泛采电路中重lm7805
Lm7805稳压器够高5V直流电整压5V输出lm7805作三端稳压集成电路稳压电路中极重部分7805中两电容分作输入输出滤波电容负载电阻般说果7805输出电流较时应该考虑散热加散热板
lm7805连接着三引脚根时接两根分输入输出电压种增加输出电压电路78052脚间连接作稳压二极输出电压增加增加值二极稳压值
稳压电路图34示
图34 稳压电路
333 显示模块Nokia5110lcd
5110液晶屏6根引脚51单片机P2 IO口连接方式：
5110_RST <> P20
5110_SCE <> P21
5110_OSC <> P22
MOS1(SDIN) <> P23
MIS0(DC) <> P24
SCK <> P26
图35示5110连接方式
图35 5110显示电路
334 键盘
设置键盘（图36）进行更改距离单独键盘键输入单元三钮两钮单片机p35p35相接int1连接通键盘接口实现设置距离报警值
图36 键
335红外激光测距模块
GP2Y0A02YK0F测距模块拥三条接口接接电源数传输接口PSD(position sensitive detector) IRED (infrared emitting diode) 信号处理电路三部分组成三角测量法中测物体材质温度湿度测量时间会影响传感器测量精度传感器输出电压正探测距离通测量电压检测象出距离传感器距离测量避障等场合
图37显示模块连接方式
图37 测距模块
336复位电路
复位电路（图38）设计够直接关系单片机系统工作稳定性单片机电源电压变化时刻稳定单片机立投入工作需继续保持复位状态直电源稳定单片机开始工作复位电路三种手动键（电）复位动电复位积分复位说明简单电复位：电电容作单片机延时段时间开始工作（选择电解电容正负极耐压10V容量10uF时接反电容外壳白负极黑正极）
图38 复位电路
337 时钟电路
单片机核时钟相心脏波形XTAL1XTAL2引脚波形频率选晶振频率51单片机中晶振频率般选择110592M12M频率决定单片机速度波形质量决定单片机系统稳定性般两滤波电容接晶振两引脚接电容般选择15~45pf
单片机时钟通常需种时钟时钟振荡器振荡器分频器组成
Mcs51部控高增益反相放器构成振荡器Xtal1xtal2该放器输入端输出端片外跨接晶振两匹配电容c1c2构成激振荡器图39
晶体振荡器简称晶振电气等效成电容电阻联串联电容二端网络电工学网络两谐振点频率高低分中较低频率串联谐振较高频率联谐振晶体身特性致两频率距离相极窄频率范围晶振等效电感晶振两端联合适电容会组成联谐振电路联谐振电路加负反馈电路中构成正弦波振荡电路晶振等效电感频率范围窄元件参数变化振荡器频率会变化
晶振重参数负载电容值选择负载电容值相等联电容晶振标称谐振频率
般晶振振荡电路反相放器（注意放器反相器）两端接入晶振两电容分接晶振两端电容端接两电容串联容量值应该等负载电容请注意般IC引脚等效输入电容忽略般晶振负载电容15p125p 果考虑元件引脚等效输入电容两22p电容构成晶振振荡电路较选择晶体振荡器分源晶振源晶振两种类型源晶振源晶振（谐振）英文名称源晶振crystal（晶体）源晶振做oscillator（振荡器）源晶振需助时钟电路产生振荡信号身法振荡起源晶振说法准确源晶振完整谐振振荡器
图39 时钟电路
338蜂鸣器电路
NPN三极基极IO口控制P17高电时三极导通蜂鸣器电源通路接通蜂鸣器报警P17低电时三极截止蜂鸣器通路断开报警图310示
图310 蜂鸣器电路
34测距原理测距方法选择
3 31相位激光测距
具高准确度般情况够达毫米级够效反射信号测量物体限制仪器精度相关某定位点种测距仪般会配置反射信号镜子
果调节光相关角频率ω需测定距离D面回返相位延迟φ算出应时间t ： tφω 关系代入（36）式距离D表示
D12 ct12 c·φωc(4πf) (Nπ+Δφ) c4f (N+ΔN)U(N+)
式中：
中：
激光信号回φ总相位延迟
ω角频率调制信号ω2πF
U值等四分波长调制单元长度
波长调制N勘测线包含半数量
Δφ信号线测量相位延迟时间产生较少π部分调制波勘测线ΔN波长包括半数部分
半ΔNφω定调制标准气条件频率C （4πf）常数然测量半测量线距离包含测量少量数部分波长测量测量Nφ现代精密加工技术线电测技术发展阶段φ实现高测量精度
没相角φπ通测量方法通常广泛测量延迟相位数字测量阶段进行目前程激光测距仪数字测量原理获相位φ
342脉法激光测距
事实该原理类似超声波相位法测距约百米精度达毫米级根相法原理限扩展种方法广泛应国外脉激光般红外激光器包括红外远红外激光激光两者分发出见见光点技术基础需激光连续性测距仪求速度慢瘦肉峰值输出功率够高重复率良广泛脉激光测距原理：
现讲讲脉激光测距原理：
首先确定激光测距目标时发射束光脉光脉光学透镜束透镜进入激光反馈电路中记载着发射时间光电转换整流滤波电信号转换成数字开始时间结束转换芯片种脉激光束发散角透镜压缩飞行漫目标障碍物开始遇激光返回电路激光接收处理部样方式光电转换信号放级滤波器整流时间 数字转换器芯片结束定时末尾完成测量程
中D测量距离T测量点分析花空气中速度c激光传输（假设已设置环境参数测量）时间间返n测量气折射率容易：D CT 2N
343 激光三角法测距
测物体表面方束激光定角度射激光物体表面发生反射散射角度成系统激光反射散射光进行汇聚成测物体激光射产生光斑位置变化光反射散射角度会变化光学系统光线进行汇聚光斑成CCD者PSD位置传感器激光方测物体发生移动时位置传感器成光斑会发生移动位移应物体移动距离间接实现激光测量入射反射光构成三角形光斑 位移计算三角激光器运中种方法称激光三角测量法
激光三角法位移测量原理发射束激光会形成测物体体表某角度聚焦然角度反射回反射激光光斑进行成发射激光测物体表面会散射者反射回光会CCD光电探测器通检测出光斑位置计算出光线角度计算出物体表面激光射点测距仪间距离
放前技术原成高体积等方面素应没够普开着时代发展年电子技术断发展尤半导体激光器CCD等光电图探测电子芯片发展激光三角测距仪性断改善体积越越成降实验室中走出研究实际
测量传感器测目标间直线距离激光三角测距仪器已出现10年着数字电子原器件拥功率数字信号处理器联合激光够目标颜色背景噪音变十分敏感激光三角测量技术长足发展
时间市场已出现批视觉相机检测标签方探测物品表面否缺陷年做更加复杂事孔径沟槽间隙者机加工（成形）零部件通道等
台阶高度测量
激光三角测量方面台阶高度确定挤压物品形状机器定位控制提供分辨率种测量方法局限原传感器尺寸非常测距距离意味着需传感器种方法贵复杂
激光三角传感器种控制器相连接起够直线获二维数种方式够产生直线点种控制器应该够输出横跨直线距离数值种系统局限巨传感器移动部件会出现应震动击损坏
线测量三角激光测量说重应领域完成许许非接触式测量接触式测量完成务般光学测量测绘建筑工程中非常应中测量距离方法基础原理三角学
90年代左右认识激光三角测量原理相结合起形成天激光三角测距器优点精度高会受测量物体性质影响材料质形状反射率白色黑色塑料金属陶瓷
344激光选择
激光测距仪般分红光红外激光红外里选择红外面红外线介绍优点
二十年红外辐射技术已快速发展成门新兴技术科学广泛应重领域医疗军事生产科研红外线辐射够作发展测量技术空间科学技术遥感技术手段
红外线作电磁波种波长定范围061000μm般情况红外线分成两部分波长56离红色较红外线波长56称远红外线区分远红外线相区分红外中红外远红外波长2红外波长225中红外25远红外
世界红外线产生温度关系然界中物体温度绝零度会辐射出红外线辐射量发出波长物体表面温度决定根黑体辐射物体表面浮射出量温度四次方成正物体温度越低波长越长着物体表面温度升发出波长越短温度升高波长红外移动
发射出红外线旦物体吸收红外辐射出量转化热够加快物体温度升红外线发生器发出红外光某件物体表面时候发射出频率物体分子运动频率相时会产生该物体分子强烈振动会该物体产生剧烈摩擦温度会升常常说红外线热辐射线者温度射线根种射线性质利红外辐射涂层时候够射种涂层加快干燥发射束红外激光时够部分涂层吸收转化热涂层方加热涂层种涂层发热效应够加快效加热涂层种加热外干燥程预热干燥相似效果
红外线易散射具强穿透力 够穿云雾等悬浮物具抗干扰力环境影响较会干扰邻线设备够广泛
现红外发射器件接收器件够发出接受波长定范围光正波长够匹配红外具许许特点吸收反射折射散射干涉黑体够光吸收（包括红外辐射）够光反射镜体外光透射透明体严格说然中存三种物质部分反射部分吸收灰体
红外优点：
1 采红外激光发光二级结构简单体积成较低
2 红外调制简单够实现编码发射
3 红外线会通阻碍物
4 具低耗反应快特点
5 具极强干扰环境工作力
6 会环境造成污染基畜害
第四章 软件系统设计
41 系统软件流程图
工作原理硬件结构分析知系统程序工作流程图（图41）整系统运行程中红外系统启动首先STC12C2单片机进行初始化然STC89C2单片机接收红外接收电路传输电压信号AD转换程序片外模拟信号转换单片机识数字信号电压距离转换子程序变化电压转换距离动态扫描LCD显示器显示出程序流程图图示
图41 软件流程图
42 部分代码
LCD部分
写入八位特数
void writeByte(unsigned char wByte unsigned char datOrCmd)
{
unsigned char i
CS 0
DC datOrCmd 1数 0指令
for(i 8 i i) 8位数 先高低
{
if(wByte & 0x80) {
DIN 1
}
else {
DIN 0
}
CLK 0
wByte << 1 移位(延时)
CLK 1 升写入
}
CS 1 禁止
}
清屏
void clear()清屏
{
unsigned int i
writeCmd(0x80)
writeCmd(0x40)
for(i 504 i i){
writeDat(0x00)RAM写0
}
}
设置写数位置
x 0 83
y 0 5
void moveTo(unsigned char x unsigned char y)设置写数位置
{
writeCmd(x|0x80)
writeCmd(y|0x40)
}
设置写入字符
x0~9
y0~2
void writeChar(unsigned char x unsigned char y unsigned char c) 写字符
{
unsigned char i j
c 32
x << 3
y << 1
for(j 0 j < 2 j++)
{
moveTo(x (y + j))
for(i 0 i < 8 i++)
writeDat(font[c][8 * j + i])
}
}
设置写入字符串
x0~9
y0~2
void writeString(unsigned char x unsigned char y unsigned char *str)写字符串
{
while(*str && x < 10)
{
writeChar(x++ y *str)
str++
}
}
设置全局
void LCDInit(void)
{
RST 0
RST 1硬件复位
writeCmd(0x21) 工作模式 水寻址 扩展指令
writeCmd(0x07) VLCD温度系数设置0x04~0x07越越黑
writeCmd(0x13) 设置偏置系统(BSx) 148设置0x10~0x17
writeCmd(128+65) 设置电压VLCD 306 + 006*Vop 度调整设置0x80~0xff128+(0~127)
writeCmd(0x20) 工作模式 水寻址 常规指令
writeCmd(0x0c) 普通模式
writeCmd(0x80) 起始页址0
writeCmd(0x40) 起始列址0
clear() 清全屏
}
函数
设置显示屏蜂鸣器距离调节函数
void main()
{
LCDInit()
writeString(00NOW cm)
writeString(01SET cm)
writeString(02B S)
while(1)
{
Buzz1
if(key10)
{
delay(10)
if(key10)
{
Set++
if(Set>20)
{
Set20
}
while(key1)
}
}
if(key20)
{
delay(10)
if(key20)
{
Set
if(Set<3)
{
Set3
}
while(key2)
}
}
if(key30)
{
delay(10)
if(key30)
{
flag~flag
Buzz0
while(key3)
}
}
写入测距函数
Distance_shiDistance10
Distance_geDistance10
writeChar(40Distance_shi+48)
writeChar(50Distance_ge+48)
Set_shiSet10
Set_geSet10
writeChar(41Set_shi+48)
writeChar(51Set_ge+48)
if(flag0)
{
writeString(52O N)
}
else
{
writeString(52OFF)
}
}
}
void delay(uint z)
{
uint xy
for(xzx>0x)
for(y110y>0y)
}
第五章 实物制作调试说明
51 材料选择
次做毕业设计选择材料需体积价格便宜合适次选择版单面板采单面板完成次制作点简化元器件
52 电路板PCB设计
设计PCBAltium Designer完成制作系统功区块图系统分割成PCB正式布线前考虑板决定封装方法PCB技术条件限做单面板跳线较考虑成干扰问题制作起定难度制作时间较长布置元件项工作电路板设计中基础工作件麻烦事
53 印刷电路板制作
绘制PCB需印出然热转印法绘制PCB转印铜板转印板子放含三氯化铁腐蚀液腐蚀完清水洗干净腐蚀铜板进行钻孔孔细砂纸敷铜面擦光亮刷助焊剂水酒精印制板丝印层元件图标安装元器件底层走线方式免安装元件出错电路处贴片焊接起定难度避免出现插错元器件者虚焊漏焊现象次仔细检查终圆满完成务
54 单片机测试
元器件焊接编译调试通源程序烧录STC12C5A60S2集成芯片中电压表测试电源否正常次电源5V电源检查复位引脚否正常调试系统时耐性静心点点测定着急
55 电路调试
硬件调试：先电路图进行检查否问题检查元件焊接否问题漏焊元器件者元器件虚焊现象焊接完没检查导致第次试调实现功三检查发现两键位器位置换转导致法实现功检查完毕利万表进行必基测量测量元件否问题测量连线接点通断状态否设计时求符合接电进行测试
软件测试：编写程序学板烧写进STC12C5A60S2单片机复位键进行调试问题进行检查反复进行测试改正量减少误差
总体测试：反复进行测试发现测距离值间复位键测试远方发现测试数波动性较误差测数时变化次测试决定重新检查电路发现原学板供红外模块电量足需直接5V电源检查遍发现没问题次电终测出准确数功实现
56 红外激光测距调试
硬件电路调试程序通学板编译载单片机中根传感器特性测距距离20cm～150cm误差会2厘米系统反复调试误差够减接受范围误差涉范围较广里做说明
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
第章 绪 2
11 课题背景意义 2
12 国外现况 3
13 课题研究容 4
1单芯片系统硬件设计 4
2液晶屏硬件设计 4
3警告声光报警电路 4
4硬件功测试程序 4
14 开发环境介绍 4
1) 开发环境 4
2) 运行环境 5
第二章 硬件介绍 6
21 STC89C52概述 6
图21 51单片机脚图 6
1 电源引脚 7
2 时钟源 7
3 控制选通复 7
4 功IO端口 7
22 keilC51开发环境 8
22 Nokia诺基亚5110 LCD 9
图22 Nokia5110显示屏 10
23 GP2Y0A02YK0F红外激光测距模块 10
1距离测量范围： 20 to 150 cm 10
2 信号输出类型：电压模拟信号 10
3 包装尺寸：295×13×216 mm 10
4 功耗： 标称值33 mA 10
5 供电电压：45 to 55 V 10
6精度采集AD位数转化计算公式相关10AD般达01CM 10
图23 测距原理 12
图24传感器数值曲线图 12
第三章 硬件系统介绍 13
31 红外激光测距实现构想 13
32 结构框图 13
图31 结构框图 13
33 系统硬件结构电路图 14
图32 整体电路图 14
331 ISP电路 14
图33 载擦电路 15
332 稳压电路 15
图34 稳压电路 15
333 显示模块Nokia5110lcd 15
图35 5110显示电路 16
334 键盘 16
图36 键 17
335红外激光测距模块 17
图37 测距模块 17
336复位电路 17
图38 复位电路 18
337 时钟电路 18
图39 时钟电路 19
338蜂鸣器电路 19
图310 蜂鸣器电路 19
34测距原理测距方法选择 20
3 31相位激光测距 20
342脉法激光测距 20
343 激光三角法测距 21
344激光选择 22
1 采红外激光发光二级结构简单体积成较低 23
2 红外调制简单够实现编码发射 23
3 红外线会通阻碍物 23
4 具低耗反应快特点 24
5 具极强干扰环境工作力 24
6 会环境造成污染基畜害 24
第四章 软件系统设计 25
41 系统软件流程图 25
图41 软件流程图 25
42 部分代码 26
LCD部分 26
c 32 27
x << 3 27
y << 1 27
第五章 实物制作调试说明 31
51 材料选择 31
52 电路板PCB设计 31
53 印刷电路板制作 32
54 单片机测试 32
55 电路调试 32
56 红外激光测距调试 33
第六章 总结 33
第章 绪
11 课题背景意义
项目需求进行接触测量开发出运行快速准确度高具够忍受强干扰体积重量轻激光测距仪激光测距仪作种进行接触测量仪器已广泛遥感探测精密测量建筑安全安全防卫监控智慧控制等领域覆盖种技术学科目前广泛激光测距仪脉相位式激光三角法测距三角测距特点简便精度高考虑接收发射时间测量准确度受光学系统CCD成系统限制接收器件求高时测量透明物体
激光种特性方性亮度高单色性够进行距离测量基编码发射激光测距仪具种特点尤恶劣室外环境条件利激光测距受天气素影响需气见度全天候观测受面反射抗电磁干扰力保密性着优势许许行业需种测量仪器具广阔前景毕业设计目设计种简单手持式激光测距仪采夏普GP2Y0A02YK0F测距传感器模块采三角测量方法
12 国外现况
国外许学公司研究机构进行激光测距仪研究芬兰奥卢学美国施瓦茨电光公司埃克森公司等施瓦茨电光公司美国国家数中心研制动激光海浪测量系统美国公路理局研制监控车辆激光感应系统提高交通利率开发研制军机坠毁激光报警系统埃克森美孚开发海石油开发脉测距系统 1992年亚特兰激光公司警方专门开发手持式激光测距测速仪车辆距离速度 美国1998年开发出美国塔斯科测距力800米相机类型LD激光测距仪美国徕卡展出实LD测距仪测量距离02〜30米1995年国际眼安全激光测距仪研制快已进行波长范围800〜900nm峰值功率10W脉宽度20〜50ns重复率1〜10kHz时测量10米〜1公里非合作目标激光测距仪研究
原固体气体激光测距仪基础80年代开始研究目前基技术已解决工程问题开发种应航天科工集团八三五八研制出精度05m测程200m数率100Hz激光测距仪中国计量学院电子通国外行合作研制成功种测距达1千米精度达米线性放技术方便携带激光测距仪国公司开展研究位常州赛公司研制半导体激光测距仪探测距离达200m测距精度达05m西南技术物理研究研究激光高表工作范围2—800米测量精度达1m工作波长905nm秒钟重复发射百次激光器波长范围375nm~1650nm现市场种手持激光测距仪器种半导体激光仪发射激光频率约905nm1540nm种GAY激光工作波长1064nm现越越追求设备安全性害性身体危害1064nmYAG激光目前外国便携激光测距中完全取消果心者皮肤眼睛话皮肤会受伤尤眼睛伤害辈子事
13 课题研究容
利红外激光传感器单片机核心开发设计手持红外激光测距仪进行调试包括
1单芯片系统硬件设计
（1）电复位电路动复位手动复位
（2）晶体振荡器电路源晶振电路
（3）发光二极电路
2液晶屏硬件设计
（1）选择5110LCD
3警告声光报警电路
（1）报警输出电路采蜂鸣器进行报警
4硬件功测试程序
（1）模块进行调试
（2）整体进行调试
14 开发环境介绍
1) 开发环境
l Intel（R）Core TM(2) CPU T2379 173GHz
l 2G存 250G硬盘
l Microsoft® Windows™ XP Professional
l Microsoft Visual C++ 60 中文版
2) 运行环境
l Intel® Pentium® 2处理器32M存4G硬盘
l Microsoft® Windows™ 9XNT2000XP操作系统
l 800*600屏幕分辨率
第二章 硬件介绍
21 STC89C52概述
单片机种集成电路芯片采超规模技术吧具数处理力中央处理器CPU机存储器RAM读存储器ROM种IO口中断系统定时器计数器等功（包括显示驱动电路模拟路转换器AD转换器等电路）集成块硅片构成完善微型计算机系统工业控制领域广泛应
单片机重计算机分支领域分类十分重必分类时根单片机身发展情况应领域粗略分类型：专型通型非总线型总线型工控型家电型具体类型途发展情况详述
想实现系统功必须完成单片机电路外部功信息交流时需脚相连接达通连效果时称脚单片机外特性表现出科技进步单片机更加注重体积外观科学家想出引脚双功功现情况说51单片机封装形式种样设计40线双列直播式封装形式例心详细介绍图21示
图21 51单片机脚图
1 电源引脚
VCC—40脚正常运行编程校验电源+5V产品放宽27~60V
VSS—20脚电路接
2 时钟源
XTAL1—19脚般外接晶振引脚单片机直接采外部振荡信号源接电
XTAL2—18脚外接晶振引脚单片机直接采外部振荡信号源作输入端口
3 控制选通复
RSTVpd—9脚作单片机复位信号输入端口
ALEPROG—30脚作输出允许址锁存信号输出端口编程入写时编程脉输入端
PSEN—29脚作连接外部程序存储器选通信号输出端口输出低电时效
EAVpp—31脚作连接外部部程序存储器选通信号输入端口输入低电时效
4 功IO端口
P0 口—32~39脚8位漏极开路双IO口
P1 口—1~8脚具部拉电路8位准双IO口
P2 口—21~28脚具部拉电路8位准双IO口
P3 口—10~17脚具部拉电路准双IO口实际特殊第二变异功端口
51单片机通外部封装40条脚组合成相应系统
51单片机核心组成部分：
算术逻辑单元累加器寄存器组成运算器指令寄存器时序发生器操作控制器程序计数器程序计数器指令寄存器时序发生器操作控制器组成控制器寄存器
22 keilC51开发环境
KeilC51某公司出产拥完美开发环境C语言进行51单片机编程软件开发系统C语言进行编程相信更加容易广者接受相汇编语言C语言更加象C语言更加容易读维护相容易学KeilC51装备精良：C编译器宏汇编连接器库理重仿真调试器
KeilC51 安装求（1）Pentium 相应兼容处理器PC（2）Windows 9598NT40操作系统（3）少16MB RAM 20MB 硬盘空间
具体安装步骤：第步双击安装源文件出现Keil软件安装画面安装画面提示安装前应先关闭应程序第二步单机步钮出现版权话框选择意选项第三步单机步钮出现安装路径话框系统默认安装路径选择安装路径第四步单机NEXT钮出现户信息话框需填写项信息第五步单击步钮进入正常安装界面显示安装进度安装文件信息第六步安装系统会动跳转安装完成界面点击Finish安装结束
代码优化：Keil配置中默认配置进行简单程序开发许配置会影响应程序代码质量果适修改参数改善代码空间会提高开发效率C51编译器6种级优化：（1）常亮合表达式址计算式常量合成常量（2）跳转优化跳转反演扩张终目标址（3）代码消执行代码程序中删（4）寄存器变量动变量函数变量放寄存器中没变量保留数存储空间（5）参数通寄存器传递通寄存器传递三函数变量（6）全局子表达式消函数中次出现子表达式址计算式计算次
单片机C语言Windows系统 Dos系统 集成开发环境 (IDE）分应μVisionIshellIDE够完成编辑编译连接调试仿真整开发流程开发员编辑C汇编源文件时候选择IDE身者编译器开发员C51C51编译器编译生成目标文件（obj）开发员解决目标文件时通LIB51创建生成库文件者库文件绑起通L51种方法生成绝目标文件(abs）开发员OH51 abs文件转换变成标准hex 文件生成文件通调试器dScope51进行源代码调试者通仿真器直接目标板进行调试
Keil C51开发软件优点：
（1）Keil C51生成目标代码速度效率方面优势生成汇编代码排布紧凑读者快理解开发型软件Keil C51够体现出高级语言软件开发方面部分优势
（2）C语言功结构读性维护汇编相更加容易学更加优势相信先汇编语言C开发软件会方面更加深刻感悟
22 Nokia诺基亚5110 LCD
Nokia液晶显示屏移动电话中作种便携设备电子显示屏产品区：
●84x48 点阵LCD显示4 行汉字
●接口线少包括信号电源线9条够串行口CPU间直接话够种类型单片机进行通信AVR 单片机ＳＰIMCS51串口模式０等数传输迅速写入数延时
●果想安装显示屏显示屏损坏想更换新十分方便导电胶模块印制版连接更需导线金属钩连接
●LCD 控制器晶片已绑定模块做
●屏幕正常工作电流200μA 低电流具省电模式
Nokia5110液晶四理
1)具成效益LCD1602显示32字符Nokia5110差显示15汉字30字符Nokia5110裸屏仅88元LCD1602般15元左右LCD12864般50~70元
2)接口简单仅4根IO线LCD160211根IO线LCD1286412根
3)速度迅速LCD1286420倍LCD160240倍
面5110显示屏实物图图22
图22 Nokia5110显示屏
23 GP2Y0A02YK0F红外激光测距模块
1距离测量范围： 20 to 150 cm
2 信号输出类型：电压模拟信号
3 包装尺寸：295×13×216 mm
4 功耗： 标称值33 mA
5 供电电压：45 to 55 V
6精度采集AD位数转化计算公式相关10AD般达01CM
GP2Y0A02YK0F夏普款红外激光测距模块三部分构成红外发光二极位置检测电路信号处理三部分组成三角测量中许素会影响传感器测量精度测物体材质环境温湿度测量需时间需测量师传感器输出处理电压探测距离负相关条电压距离曲线通测量电压出距离够场合测量距离避开障碍
数十年中夏普开发红外激光传感器传感器体积耗 工作原理： 基夏普红外传感器基三角法测量原理通发射束特定角光通红外激光象光束会反射回图示CCD检测器反射红外光进行检测移动数值l利初中学知识进行计算原知道值光发射角度a发射镜头接受镜头中心距离X滤镜固焦距f通简单计算算出距离d
图23三角测量原理中知道果测量距离非常时候光移动值非常简单CCD检测器会根光会测移动值时候电压0距离远点果测距距离远偏移距离会非常时候果CCD检测器精度够话够准确测量值想测量距离远CCD分辨率定高
图23 测距原理
非线性输出： SharpGS2XX系列传感器线性现实生活中时候进行修正数传感器输出电压测量距离画出条曲线实际中获真实效值图24典型SharpGP2Y0A02YK0F输出曲线图图中探测距离10厘米时输出电压急剧降物体距离越越远单电压距离远
图24传感器数值曲线图
第三章 硬件系统介绍
31 红外激光测距实现构想
实现红外激光测距硬件设计中红外激光发射驱动电路驱动发射头红外二极发出红外激光红外激光CCD接收通电压转换转换测量电压值接收光距离CCD中心距离会距离缩增红外接收电路转化电压值会增强电压距离成例通转换电压计算知道红外发射模块接收模块距离
采LCD显示屏动态显示变化中距离 LCD显示器STC89C52芯片P0口P2025接口相接接受激光程中STC89C52芯片部会电压模拟量通AD转换转化显示数字量然通LCD显示器显示出键盘AT89C52芯片P13P14P15引脚相接通键盘接口实现设置距离报警值通行串口通P30P31进行载擦
32 结构框图
图31 结构框图
33 系统硬件结构电路图
整红外测距系统STC12C5A芯片红外激光测距模块键盘AD转换电路LCD显示器等构成图32示
图32 整体电路图
331 ISP电路
通载引脚P30P31RXDTXD进行程序载擦 图33示
ISP (InSystem Programming)系统编程电路板器件编入终户代码 电路板拆原件已编程器件ISP 方式擦编程ISP技术未发展方
XL2000ISP部份业界首创前卫产品完美编辑器性载方便性融合起单片机控制时序 口ISP 兼容力问题完全解决快速轻松目标板系统编程相关引脚引入目标板中
图33 载擦电路
332 稳压电路
稳压电路种保持输出电压稳定值电路关素输入电压负载少环境变化电路身参数种电路持续输出稳定直流电源广泛采电路中重lm7805
Lm7805稳压器够高5V直流电整压5V输出lm7805作三端稳压集成电路稳压电路中极重部分7805中两电容分作输入输出滤波电容负载电阻般说果7805输出电流较时应该考虑散热加散热板
lm7805连接着三引脚根时接两根分输入输出电压种增加输出电压电路78052脚间连接作稳压二极输出电压增加增加值二极稳压值
稳压电路图34示
图34 稳压电路
333 显示模块Nokia5110lcd
5110液晶屏6根引脚51单片机P2 IO口连接方式：
5110_RST <> P20
5110_SCE <> P21
5110_OSC <> P22
MOS1(SDIN) <> P23
MIS0(DC) <> P24
SCK <> P26
图35示5110连接方式
图35 5110显示电路
334 键盘
设置键盘（图36）进行更改距离单独键盘键输入单元三钮两钮单片机p35p35相接int1连接通键盘接口实现设置距离报警值
图36 键
335红外激光测距模块
GP2Y0A02YK0F测距模块拥三条接口接接电源数传输接口PSD(position sensitive detector) IRED (infrared emitting diode) 信号处理电路三部分组成三角测量法中测物体材质温度湿度测量时间会影响传感器测量精度传感器输出电压正探测距离通测量电压检测象出距离传感器距离测量避障等场合
图37显示模块连接方式
图37 测距模块
336复位电路
复位电路（图38）设计够直接关系单片机系统工作稳定性单片机电源电压变化时刻稳定单片机立投入工作需继续保持复位状态直电源稳定单片机开始工作复位电路三种手动键（电）复位动电复位积分复位说明简单电复位：电电容作单片机延时段时间开始工作（选择电解电容正负极耐压10V容量10uF时接反电容外壳白负极黑正极）
图38 复位电路
337 时钟电路
单片机核时钟相心脏波形XTAL1XTAL2引脚波形频率选晶振频率51单片机中晶振频率般选择110592M12M频率决定单片机速度波形质量决定单片机系统稳定性般两滤波电容接晶振两引脚接电容般选择15~45pf
单片机时钟通常需种时钟时钟振荡器振荡器分频器组成
Mcs51部控高增益反相放器构成振荡器Xtal1xtal2该放器输入端输出端片外跨接晶振两匹配电容c1c2构成激振荡器图39
晶体振荡器简称晶振电气等效成电容电阻联串联电容二端网络电工学网络两谐振点频率高低分中较低频率串联谐振较高频率联谐振晶体身特性致两频率距离相极窄频率范围晶振等效电感晶振两端联合适电容会组成联谐振电路联谐振电路加负反馈电路中构成正弦波振荡电路晶振等效电感频率范围窄元件参数变化振荡器频率会变化
晶振重参数负载电容值选择负载电容值相等联电容晶振标称谐振频率
般晶振振荡电路反相放器（注意放器反相器）两端接入晶振两电容分接晶振两端电容端接两电容串联容量值应该等负载电容请注意般IC引脚等效输入电容忽略般晶振负载电容15p125p 果考虑元件引脚等效输入电容两22p电容构成晶振振荡电路较选择晶体振荡器分源晶振源晶振两种类型源晶振源晶振（谐振）英文名称源晶振crystal（晶体）源晶振做oscillator（振荡器）源晶振需助时钟电路产生振荡信号身法振荡起源晶振说法准确源晶振完整谐振振荡器
图39 时钟电路
338蜂鸣器电路
NPN三极基极IO口控制P17高电时三极导通蜂鸣器电源通路接通蜂鸣器报警P17低电时三极截止蜂鸣器通路断开报警图310示
图310 蜂鸣器电路
34测距原理测距方法选择
3 31相位激光测距
具高准确度般情况够达毫米级够效反射信号测量物体限制仪器精度相关某定位点种测距仪般会配置反射信号镜子
果调节光相关角频率ω需测定距离D面回返相位延迟φ算出应时间t ： tφω 关系代入（36）式距离D表示
D12 ct12 c·φωc(4πf) (Nπ+Δφ) c4f (N+ΔN)U(N+)
式中：
中：
激光信号回φ总相位延迟
ω角频率调制信号ω2πF
U值等四分波长调制单元长度
波长调制N勘测线包含半数量
Δφ信号线测量相位延迟时间产生较少π部分调制波勘测线ΔN波长包括半数部分
半ΔNφω定调制标准气条件频率C （4πf）常数然测量半测量线距离包含测量少量数部分波长测量测量Nφ现代精密加工技术线电测技术发展阶段φ实现高测量精度
没相角φπ通测量方法通常广泛测量延迟相位数字测量阶段进行目前程激光测距仪数字测量原理获相位φ
342脉法激光测距
事实该原理类似超声波相位法测距约百米精度达毫米级根相法原理限扩展种方法广泛应国外脉激光般红外激光器包括红外远红外激光激光两者分发出见见光点技术基础需激光连续性测距仪求速度慢瘦肉峰值输出功率够高重复率良广泛脉激光测距原理：
现讲讲脉激光测距原理：
首先确定激光测距目标时发射束光脉光脉光学透镜束透镜进入激光反馈电路中记载着发射时间光电转换整流滤波电信号转换成数字开始时间结束转换芯片种脉激光束发散角透镜压缩飞行漫目标障碍物开始遇激光返回电路激光接收处理部样方式光电转换信号放级滤波器整流时间 数字转换器芯片结束定时末尾完成测量程
中D测量距离T测量点分析花空气中速度c激光传输（假设已设置环境参数测量）时间间返n测量气折射率容易：D CT 2N
343 激光三角法测距
测物体表面方束激光定角度射激光物体表面发生反射散射角度成系统激光反射散射光进行汇聚成测物体激光射产生光斑位置变化光反射散射角度会变化光学系统光线进行汇聚光斑成CCD者PSD位置传感器激光方测物体发生移动时位置传感器成光斑会发生移动位移应物体移动距离间接实现激光测量入射反射光构成三角形光斑 位移计算三角激光器运中种方法称激光三角测量法
激光三角法位移测量原理发射束激光会形成测物体体表某角度聚焦然角度反射回反射激光光斑进行成发射激光测物体表面会散射者反射回光会CCD光电探测器通检测出光斑位置计算出光线角度计算出物体表面激光射点测距仪间距离
放前技术原成高体积等方面素应没够普开着时代发展年电子技术断发展尤半导体激光器CCD等光电图探测电子芯片发展激光三角测距仪性断改善体积越越成降实验室中走出研究实际
测量传感器测目标间直线距离激光三角测距仪器已出现10年着数字电子原器件拥功率数字信号处理器联合激光够目标颜色背景噪音变十分敏感激光三角测量技术长足发展
时间市场已出现批视觉相机检测标签方探测物品表面否缺陷年做更加复杂事孔径沟槽间隙者机加工（成形）零部件通道等
台阶高度测量
激光三角测量方面台阶高度确定挤压物品形状机器定位控制提供分辨率种测量方法局限原传感器尺寸非常测距距离意味着需传感器种方法贵复杂
激光三角传感器种控制器相连接起够直线获二维数种方式够产生直线点种控制器应该够输出横跨直线距离数值种系统局限巨传感器移动部件会出现应震动击损坏
线测量三角激光测量说重应领域完成许许非接触式测量接触式测量完成务般光学测量测绘建筑工程中非常应中测量距离方法基础原理三角学
90年代左右认识激光三角测量原理相结合起形成天激光三角测距器优点精度高会受测量物体性质影响材料质形状反射率白色黑色塑料金属陶瓷
344激光选择
激光测距仪般分红光红外激光红外里选择红外面红外线介绍优点
二十年红外辐射技术已快速发展成门新兴技术科学广泛应重领域医疗军事生产科研红外线辐射够作发展测量技术空间科学技术遥感技术手段
红外线作电磁波种波长定范围061000μm般情况红外线分成两部分波长56离红色较红外线波长56称远红外线区分远红外线相区分红外中红外远红外波长2红外波长225中红外25远红外
世界红外线产生温度关系然界中物体温度绝零度会辐射出红外线辐射量发出波长物体表面温度决定根黑体辐射物体表面浮射出量温度四次方成正物体温度越低波长越长着物体表面温度升发出波长越短温度升高波长红外移动
发射出红外线旦物体吸收红外辐射出量转化热够加快物体温度升红外线发生器发出红外光某件物体表面时候发射出频率物体分子运动频率相时会产生该物体分子强烈振动会该物体产生剧烈摩擦温度会升常常说红外线热辐射线者温度射线根种射线性质利红外辐射涂层时候够射种涂层加快干燥发射束红外激光时够部分涂层吸收转化热涂层方加热涂层种涂层发热效应够加快效加热涂层种加热外干燥程预热干燥相似效果
红外线易散射具强穿透力 够穿云雾等悬浮物具抗干扰力环境影响较会干扰邻线设备够广泛
现红外发射器件接收器件够发出接受波长定范围光正波长够匹配红外具许许特点吸收反射折射散射干涉黑体够光吸收（包括红外辐射）够光反射镜体外光透射透明体严格说然中存三种物质部分反射部分吸收灰体
红外优点：
1 采红外激光发光二级结构简单体积成较低
2 红外调制简单够实现编码发射
3 红外线会通阻碍物
4 具低耗反应快特点
5 具极强干扰环境工作力
6 会环境造成污染基畜害
第四章 软件系统设计
41 系统软件流程图
工作原理硬件结构分析知系统程序工作流程图（图41）整系统运行程中红外系统启动首先STC12C2单片机进行初始化然STC89C2单片机接收红外接收电路传输电压信号AD转换程序片外模拟信号转换单片机识数字信号电压距离转换子程序变化电压转换距离动态扫描LCD显示器显示出程序流程图图示
图41 软件流程图
42 部分代码
LCD部分
写入八位特数
void writeByte(unsigned char wByte unsigned char datOrCmd)
{
unsigned char i
CS 0
DC datOrCmd 1数 0指令
for(i 8 i i) 8位数 先高低
{
if(wByte & 0x80) {
DIN 1
}
else {
DIN 0
}
CLK 0
wByte << 1 移位(延时)
CLK 1 升写入
}
CS 1 禁止
}
清屏
void clear()清屏
{
unsigned int i
writeCmd(0x80)
writeCmd(0x40)
for(i 504 i i){
writeDat(0x00)RAM写0
}
}
设置写数位置
x 0 83
y 0 5
void moveTo(unsigned char x unsigned char y)设置写数位置
{
writeCmd(x|0x80)
writeCmd(y|0x40)
}
设置写入字符
x0~9
y0~2
void writeChar(unsigned char x unsigned char y unsigned char c) 写字符
{
unsigned char i j
c 32
x << 3
y << 1
for(j 0 j < 2 j++)
{
moveTo(x (y + j))
for(i 0 i < 8 i++)
writeDat(font[c][8 * j + i])
}
}
设置写入字符串
x0~9
y0~2
void writeString(unsigned char x unsigned char y unsigned char *str)写字符串
{
while(*str && x < 10)
{
writeChar(x++ y *str)
str++
}
}
设置全局
void LCDInit(void)
{
RST 0
RST 1硬件复位
writeCmd(0x21) 工作模式 水寻址 扩展指令
writeCmd(0x07) VLCD温度系数设置0x04~0x07越越黑
writeCmd(0x13) 设置偏置系统(BSx) 148设置0x10~0x17
writeCmd(128+65) 设置电压VLCD 306 + 006*Vop 度调整设置0x80~0xff128+(0~127)
writeCmd(0x20) 工作模式 水寻址 常规指令
writeCmd(0x0c) 普通模式
writeCmd(0x80) 起始页址0
writeCmd(0x40) 起始列址0
clear() 清全屏
}
函数
设置显示屏蜂鸣器距离调节函数
void main()
{
LCDInit()
writeString(00NOW cm)
writeString(01SET cm)
writeString(02B S)
while(1)
{
Buzz1
if(key10)
{
delay(10)
if(key10)
{
Set++
if(Set>20)
{
Set20
}
while(key1)
}
}
if(key20)
{
delay(10)
if(key20)
{
Set
if(Set<3)
{
Set3
}
while(key2)
}
}
if(key30)
{
delay(10)
if(key30)
{
flag~flag
Buzz0
while(key3)
}
}
写入测距函数
Distance_shiDistance10
Distance_geDistance10
writeChar(40Distance_shi+48)
writeChar(50Distance_ge+48)
Set_shiSet10
Set_geSet10
writeChar(41Set_shi+48)
writeChar(51Set_ge+48)
if(flag0)
{
writeString(52O N)
}
else
{
writeString(52OFF)
}
}
}
void delay(uint z)
{
uint xy
for(xzx>0x)
for(y110y>0y)
}
第五章 实物制作调试说明
51 材料选择
次做毕业设计选择材料需体积价格便宜合适次选择版单面板采单面板完成次制作点简化元器件
52 电路板PCB设计
设计PCBAltium Designer完成制作系统功区块图系统分割成PCB正式布线前考虑板决定封装方法PCB技术条件限做单面板跳线较考虑成干扰问题制作起定难度制作时间较长布置元件项工作电路板设计中基础工作件麻烦事
53 印刷电路板制作
绘制PCB需印出然热转印法绘制PCB转印铜板转印板子放含三氯化铁腐蚀液腐蚀完清水洗干净腐蚀铜板进行钻孔孔细砂纸敷铜面擦光亮刷助焊剂水酒精印制板丝印层元件图标安装元器件底层走线方式免安装元件出错电路处贴片焊接起定难度避免出现插错元器件者虚焊漏焊现象次仔细检查终圆满完成务
54 单片机测试
元器件焊接编译调试通源程序烧录STC12C5A60S2集成芯片中电压表测试电源否正常次电源5V电源检查复位引脚否正常调试系统时耐性静心点点测定着急
55 电路调试
硬件调试：先电路图进行检查否问题检查元件焊接否问题漏焊元器件者元器件虚焊现象焊接完没检查导致第次试调实现功三检查发现两键位器位置换转导致法实现功检查完毕利万表进行必基测量测量元件否问题测量连线接点通断状态否设计时求符合接电进行测试
软件测试：编写程序学板烧写进STC12C5A60S2单片机复位键进行调试问题进行检查反复进行测试改正量减少误差
总体测试：反复进行测试发现测距离值间复位键测试远方发现测试数波动性较误差测数时变化次测试决定重新检查电路发现原学板供红外模块电量足需直接5V电源检查遍发现没问题次电终测出准确数功实现
56 红外激光测距调试
硬件电路调试程序通学板编译载单片机中根传感器特性测距距离20cm～150cm误差会2厘米系统反复调试误差够减接受范围误差涉范围较广里做说明
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
