基于单片机的红外测距系统设计

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基于单片机红外线测距的51程序

#include <reg51.h>#include <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define ulong unsigned longsbit RS=P2^0; //LCD命令/数据端sbit RW=P2^1; //LCD读/写端sbit LCDE=P2^2; //LCD使能端sbit MCP_CS=P2^3; //MCP3001与AT89S52的管脚接线定义sbit MCP_DO=P2^4;sbit MCP_CLK=P2^5;uint measure;uchar flag; //Busy标志uchar code dis[]={"Measure Start"}; //显示uchar code dis1[] = {"Distance:"}; //显示表头uchar code dis2[] = {"0123456789.cm"}; //显示代码uchar code dis3[]={"Out Measure!"}; //显示uchar dis_buf[6]; //显示缓冲区void L_delay(void); //短延时void delay_ms(uint n); //延时函数uint read_MCP(void); //读MCP3001void init_1602(void); //1602初始化函数void busy(void); //LCD忙标志判断函数void dat_wrt(uchar dat); //写数据子函数void cmd_wrt(uchar cmd); //写命令子函数uint distance(void); //距离计算函数void lcd_start(uchar start); //设定显示位置函数void LCD_Clear(void); //LCD清屏函数uchar dat_adj(uint dat1); //显示数据调整函数void print(uchar *str); //字符串显示函数void disp(uint dat); //显示子函数uint average(void); //算术平均滤波程序/****************************主函数*******************************/main(){init_1602();print(dis); //显示测量开始delay_ms(1000);while(1){measure=distance();disp(measure); //显示高度delay_ms(100);}}/**************************延时函数**************************/void delay_ms(uint n){uint j;while(n--){for(j=0;j<125;j++);}}/***************************短延时****************************/void L_delay(void){uchar i;for(i=0;i<5;i++)_nop_();}/************************读MCP3001函数*************************/uint read_MCP(void){uchar i;uint temp=0;MCP_CS=1;L_delay();MCP_CS=0; //CS置低，开始采样数据for(i=0;i<13;i++) //读转换的10位数据{MCP_CLK=0;L_delay();MCP_CLK=1;temp<<=1;if(MCP_DO==1)temp|=0x01;}MCP_CS=1;temp&=0x03ff; //获取有效转换值return(temp);}/************************LCD忙标志判断函数*******************/void busy(void){flag=0x80; //赋初值高位为1 禁止while (flag&0x80) //读写操作使能位禁止时等待继续检测{P0=0xff;RS=0; //指向地址计数器RW=1; //读LCDE=1; //信号下降沿有效flag=P0; //读状态位高位为状态LCDE=0;}}/************************写数据子函数************************/void dat_wrt(uchar dat){busy(); //检测读写操作使能吗LCDE=0;RS=1; //指向数据寄存器RW=0; //写P0=dat; //写数据LCDE=1; //高电平有效LCDE=0;}/*************************写命令子函数************************/ void cmd_wrt(uchar cmd){LCDE=0;busy(); //检测读写操作使能吗P0=cmd; //命令RS=0; //指向命令计数器RW=0; //写LCDE=1; //高电平有效LCDE=0;}/***********************距离计算函数***************************/ uint distance(void){uint temp1;temp1=average();if((temp1>160)&(temp1<960)) //在正常测量范围？{temp1=13569/(temp1+7)-4; //转换测量数据}else{temp1=0x00ff; //超出测量范围，返回错误标志}return(temp1);}/************************算术平均滤波程序**********************/uint average(void){uchar i;uint av_dat;ulong ave=0;for(i=0;i<10;i++) //连续读取10个数据值{ave+=read_MCP(); //读转换数据L_delay();}av_dat=(uint)(ave/10); //求平均值return(av_dat);}/*************************1602初始化函数************************/void init_1602(void){cmd_wrt(0x01); //清屏cmd_wrt(0x0c); //开显示，不显示光标，不闪烁cmd_wrt(0x06); //完成一个字符码传送后，光标左移，显示不发生移位cmd_wrt(0x38); //16×2显示，5×7点阵，8位数据接口}/************************设定显示位置函数************************/void lcd_start(uchar start){cmd_wrt(start|0x80);}/************************LCD清屏函数****************************/void LCD_Clear(void){cmd_wrt(0x01); //写入清屏指令delay_ms(1);}/************************显示数据调整函数************************/uchar dat_adj(uint dat1){uchar i;dis_buf[0]=(uchar)(dat1/10); //十位dis_buf[1]=(uchar)(dat1%10); //个位dis_buf[2]=11;dis_buf[3]=12;if(dis_buf[0]==0)i=1;return(i);}/**************************字符串显示函数**************************/ void print(uchar *str){while(*str!='\0') //直到字符串结束{dat_wrt(*str);str++; //指向下一个字符}}/***************************显示子函数****************************/ void disp(uint dat){uchar temp,j;if(dat!=0x00ff){temp=dat_adj(dat);LCD_Clear();lcd_start(0x00);print(dis1); //显示文字lcd_start(0x45+temp); //确定显示起始位置for(j=temp;j<4;j++) //写显示数据dat_wrt(dis2[dis_buf[j]]);}else{LCD_Clear();lcd_start(0x42+temp); //确定显示起始位置print(dis3);}}。

毕业设计基于51单片机的超声波测距模块设计

西南科技大学毕业设计（论文）题目名称：基于51单片机的超声波测距模块设计年级：2003级■本科□专科学生学号：20035095学生姓名：时余春指导教师：何宏森胡天链学生单位：信息工程学院技术职称：讲师学生专业：生物医学工程教师单位：信息工程学院西南科技大学教务处制基于51单片机的超声波测距模块设计摘要：本文介绍了一种基于单片机的脉冲反射式超声波测距模块。

该模块以空气中超声波的传播速度为确定条件，利用反射超声波测量待测距离。

论文概述了超声检测的发展及基本原理，介绍超声波传感器的原理及特性。

对于测距系统的一些主要参数进行了讨论。

并且在介绍超声测距系统功能的基础上，提出了系统的总体构成。

针对测距系统发射、接收、检测、显示部分的总体设计方案进行了论证。

进一步介绍了单片机AT89C51在系统中的应用，分析了系统各部分的硬件及软件实现。

最后利用测距系统进行验证。

实验表明，各主要波形及技术指标均达到设计要求。

该系统对室内有限范围的距离测量具有较高的精度和可靠性，最后文中分析了误差产生的原因及如何对系统进行完善。

关键词：51单片机；超声波；测距Design of Ultrasonic Distance Measurement Based on AT89C51 MCUAbstract: The thesis introduces a kind of single-pulse-refection ultrasonic distance meter system module in detail based on Microcontroller. The system could measure certain distance with the reflected wave on condition in which the speed of transmitting wave is fixed. This paper summarizes the development and foundational principle of ultrasonic detections. Then it presents the theory and characters of ultrasonic sensor. At the same time, it discusses a number of main technical parameters. Moreover, it proposes the whole structure of the system by introducing the function of ultrasonic distance meter. And then the transmission receiver, detection, display scheme of this distance meter system is demonstrated. Specially, after the application of AT89C51 microcontroller, it analyzes the hardware and soft ware realization of each part in this system. At last the result and error analysis of the experiments is presented. It is proved by experiments that the design of the system is provided with high accuracy and reliability. In the end, the further measures of modification are presented.Keywords: AT89C51 MCU, ultrasonic, distance measurer目录第1章绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.1.1 机器人感知系统研究现况 (1)1.1.2 传感器技术概况 (1)1.2课题目的及意义 (2)1.3课题设计研究范围及成果 (2)第2章超声波传感器模块测距方案分析 (3)2.1超声波与超声波的应用 (3)2.2超声波传感器 (4)2.2.1 超声波传感器的原理及结构 (4)2.2.2 超声波传感器的分类 (6)2.2.3 超声波发射器 (7)2.2.4 超声波接收器 (8)2.3系统主要参数考虑 (10)2.3.1 传感器的指向角θ (10)2.3.2 声速 (10)2.3.3 测量盲区 (10)2.4超声波传感器模块设计原理 (11)2.5典型的超声波传感器测距模块 (11)第3章超声波传感器测距模块的硬件设计 (13)3.1超声波传感器测距模块的总体 (13)3.2超声波传感器测距模块的设计难点及解决方法 (14)3.2.1 提高测距精度的依据 (15)3.2.2 系统设计干扰问题及其解决方法 (15)3.3硬件电路设计说明 (15)3.3.1 发射部分 (16)3.3.2 接收部分 (16)3.3.3 测温部分 (16)3.3.4 超声波测距模块 (16)3.4主要器件选择及其简介 (16)3.4.1 LM358运放简介 (16)3.4.2 温度传感器DS18B20 (17)3.4.3 AT89C51单片机简介 (19)3.5硬件电路的具体设计 (20)3.5.1 电源的设计 (20)3.5.2 超声波发生电路 (21)3.5.3 超声波回波接收检测 (22)3.5.4 温度补偿电路 (23)3.5.5 LED动态扫描显示电路 (23)3.6系统抗干扰措施 (24)第4章系统软件结构设计 (26)4.1主程序结构 (26)4.2中断程序 (27)4.3回波接收程序 (29)第5章系统实验结果分析 (30)结论与展望 (32)致谢 (33)参考文献 (34)附录1：超声波测距模块设计原理图 (35)附录2：超声波测距模块设计PCB图 (36)附录3：超声波测距模块设计PCB3D效果图 (37)附录4：DS18B20温度采集补偿程序 (38)第1章绪论1.1 课题背景本设计依托电子技术、嵌入式处理计算技术、机器人技术、传感器技术，并根据当前科学技术发展潮流，引出对用于机器人中的超声波传感器测距模块的研究与设计。

红外测距

黑龙江大学无线通信课程设计报告基于红外的测距系统专业：通信工程学号：20085369姓名：龚政基于红外的测距系统一、设计原理概述对某一特定物体距离的测量是光学仪器领域的热门课题之一。

在机器人视觉方面,快速精确的测距系统使机器人迅速准确地判断目标与机器人的距离,以便使机器人迅速做出相应的判断和动作。

各种测距方法很多, 目前应用较多的主要有PSD 测距法、超声时间法、带运动机构的双象比较法和反射能量法。

红外传感器的测距基本原理为红外发射电路的红外发光管发出红外光，经障碍物反射后，由红外接收电路的光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。

根据发射光的强弱可以判断物体的距离，由于接收管接收的光强随是随反射物体的距离变化而变化的，因而，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。

因为红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波，因此，它不仅具有可见光直线传播、反射、折射等特性，还具有微波的某些特性，如较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。

红外传感器包括红外发射器件和红外接收器件。

自然界的所有物体只要温度高于绝对零度都会辐射红外线，因而，红外传感器须具有更强的发射和接收能力。

1.红外线发射器件的结构与原理红外线发射器件是最长用的为红外发光二极管，它与普通发光二极管的结构原理以及制作工艺基本相同，是只有一个PN结的半导体器件，只是所有的材料不同，制造红外发光二极管砷化钾，砷铝钾等，其中应用最多的是砷化钾。

红外发光二极管一般采用环氧树脂，玻璃，塑料等封装，除白色透明材料封装外，还可见到用蓝色透明材料封装的，。

红外发光二极管按发光功率的大小，可分为小功率，中功率，大功率三种。

另外，红外发光二极管除顶面发光型外，还有侧面发光型。

小功率管一般采用全塑封装，也有部分是采用陶瓷底座，顶端用玻璃或环氧树脂透镜封装的，中大功率管一般采用带螺纹金属底座，以便安装散热片。

随着发光功率得提高，相应体积的管子也增大。

2.红外光敏二极管原理与结构我们知道半导体具有光电效应，即用光照半导体，可使半导体的电阻率发生变化。

基于单片机的机器人用红外测距仪系统设计

# 13#
1. 3 声光报警电路 1. 3. 1 蜂鸣器报警电路
声音报警是非常有效的报警方式. 本电路采用的是最为简单实用的蜂鸣器实现报警. 蜂鸣器报警硬件实现简单, 工作十分可靠, 编程也非常容易实现. 当接收到控制器发过来的报警信号 ( P 2. 2 口输出变为低电平并维持 1 s) 时, 蜂鸣器导通发声. 1. 3. 2 指示灯报警电路
第 37卷第 4期 2010年 4月
应
用
科
技
Applied Sc ience and T echno logy
do :i 10. 3969 / .j issn. 1009- 671X. 2010. 04. 003
V o.l 37, l . 4 A pr. 2010
基于单片机的机器人用红外测距仪系统设计
唐秦崴, 瞿哲奕, 朱熀秋
( 江苏大学电气信息工程学院, 江苏镇江 212013)
摘要: 针对机器人智能倒车防护的问题, 提出了以单片机 AT 89S52为控制核心, 采用红外测距技术设计机器
人用红外测距仪系统, 由单片机处理环境信息, 红外测距仪发出停车提示或直接执行停车, 不需要驾驶员亲自
[ 3]曾德怀, 谢存禧, 张铁, 等. 行走机器人的超声波测距系统的研究 [ J]. 机械科学与技术, 2004, 23( 5) : 61361 6.
[ 4]孙牵宇, 童峰, 许肖梅. 一种大角度范围的高精度超声波测距处理方法 [ J] . 厦门大学学报: 自然科学版, 2006, 45( 4): 513-517.
机器人智能倒车防护有利于机器人安全可靠运行. 目前投入应用的机器人智能倒车防护技术主要有 2种: 一种是车载雷达 (超声波技术 ) 测距倒车防护 [ 1- 4] ; 一种是摄像头视觉防护 [ 5- 6] . 车载雷达测距十分精确, 智能化程度较高, 但造价较为昂贵; 摄像头视觉防护虽然可以让驾驶员实时获取身后的环境信息, 但对距离的测量则仍需要外加其他设备的辅助, 驾驶员仍然需要亲自通过肉眼判断身后的情况, 智能化有所不足. 基于红外管以及单片机技术的机器人用测距仪采用单片机独立处理环境信息并发出

基于51单片机的手持式激光+测距仪设计与实现-毕业论文

---文档均为word文档，下载后可直接编辑使用亦可打印---1.1 课题的背景和意义 (2)1.2 国内外现况 (3)1.3 本课题主要研究内容 (4)1.最小的单芯片系统的硬件设计; (4)2.液晶屏的硬件设计; (4)3.警告声光报警电路; (4)4.硬件功能测试程序。

(4)1.4 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)2.1 STC89C52概述 (6)图2-1 51单片机管脚图 (6)1 主电源引脚 (7)2 时钟源 (7)3 控制,选通或复用 (7)4 多功能I/O端口 (7)2.2 keilC51的开发环境 (8)2.2 Nokia/诺基亚5110 LCD (9)图2-2 Nokia5110显示屏 (10)2.3 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：29.5×13×21.6 mm (10)4. 功耗：标称值33 mA (10)5. 供电电压：4.5 to 5.5 V (10)6.精度和采集的AD位数以及转化计算公式相关，10AD一般能达到0.1CM (10)图2-3 测距原理 (12)图2-4传感器数值曲线图 (12)第三章硬件系统介绍 (13)3.1 红外激光测距的实现构想 (13)3.2 结构框图 (13)图3-1 结构框图 (13)3.3系统硬件结构电路图 (14)图3-2 整体电路图 (14)3.3.1 ISP电路 (14)图3-3 下载与擦除电路 (15)3.3.2 稳压电路 (15)图3-4 稳压电路 (15)3.3.3 显示模块Nokia5110lcd (15)图3-5 5110显示电路 (16)3.3.4 键盘 (16)图3-6 按键 (17)3.3.5红外激光测距模块 (17)图3-7 测距模块 (17)3.3.6复位电路 (17)图3-8 复位电路 (18)3.3.7 时钟电路 (18)图3-9 时钟电路 (19)3.3.8蜂鸣器电路 (19)图3-10 蜂鸣器电路 (19)3.4测距原理与测距方法的选择 (20)3 3.1相位激光测距 (20)3.4.2脉冲法激光测距 (20)3.4.3 激光三角法测距 (21)3.4.4激光的选择 (22)1. 采用红外激光的发光二级管，结构很简单，体积小，成本较低 (23)2. 对红外的调制很简单，能够实现编码发射 (23)3. 红外线不会通过阻碍物 (23)4. 具有低耗能，反应快的特点 (24)5. 具有极强的在干扰环境下工作的能力 (24)6. 不会对环境造成污染，基本上对于人畜无害 (24)第四章软件系统设计 (25)4.1 系统软件流程图 (25)图4-1 软件流程图 (25)4.2 部分代码 (26)LCD部分 (26)c -= 32; (27)x <<= 3; (27)y <<= 1; (27)第五章实物制作与调试说明 (31)5.1 材料的选择 (31)5.2 电路板PCB的设计 (31)5.3 印刷电路板的制作 (32)5.4 单片机测试 (32)5.5 电路调试 (32)5.6 红外激光测距的调试 (33)第六章总结 (33)第一章绪论1.1 课题的背景和意义这个项目的需求是不用进行接触测量，开发出运行快速，准确度高，而且具有能够忍受强干扰，体积小，重量轻的激光测距仪。

基于红外测距技术的预防近视系统设计

处理。线性化方法是采用Ｅｃｌｘｅ制作的电子表来实现，使用该表格可以很方便的将输出电压的值对应距离，
从而实现线性化处理。表格的格式如图２从图２，中可以看出线性化前，间距与ＡＤ关系是非线性的，２线
收稿日期：２１一８００Ｉ０ — １
基金项目：教育部重点实验室资助（９Ｄ３）０Ｊ０
谢锋云
（华东交通大学机电工程学院，汀西南昌３０１３０３）
摘要：针对当前学生近视问题Ｈ趋严重现象，总结了患近视的一个重要原是过度看近，依据红外测距原理，提出了利用红外测距技术来预防近视的方法并进行了系统设计。采用Ｇ２２红外测距传感器作为信号采集装置，ＰＤ１将采集的数据进行实验分析、处瑚，得出了线性化公式。信号线性化后通过ＡＣ８９Ｄ００转换为数字信号，输入Ａ８Ｓ１Ｔ９５单片机中处理。当使用者过度肴近时，警告电路工作，知调整坐姿，同时对人眼离书或者笔的距离进行动态
的。
图２表格中需要输入数据有ＭＤ转化位数、输人电压、常数ｋ以及电压与间距。使片的模数ｊ
转化元件为ＡＣ８９Ｄ００，转换位数为８位。试验输
入电压为５Ｖ，常数ｋ恒等于４，同时将间距从１０ｍ到８ｃ０ｍ每隔１ｃ０ｍ测得的电压值输人表格ｃ
量所得的间距。
（２）
式中：为测距所得结果；２为ＭＤＲＡＤ转换的值。通过程序编写输人设计的系统中，采用ＬＤＥ动态显示出测
３系统设计
人眼的明视距离为２ｍ，学生后天患近视的５ｃ

基于ATmega8单片机的红外导盲系统设计

基于ATmega8单片机的红外导盲系统设计作者：黄剑平李昭代来源：《现代电子技术》2013年第13期摘要：为帮助盲人群体更方便地导盲，设计了用单片机控制的红外导盲系统。

以ATmega8单片机为控制核心，选用基于PSD原理的红外测距传感器GP2Y0A02YK0F。

单片机利用ADC端口实时采集测距传感器的模拟输出信号，并对采集到的数据进行滑动平均滤波，以消除噪声干扰。

单片机将得到的距离值与门限值进行比较，并控制语音播报电路发出距离提示信息。

该系统能检测前、左、右3个方向1.5 m内的障碍物信息，抗干扰性强，稳定可靠。

关键词： GP2Y0A02YK0F；导盲；红外测距； ISD4004芯片中图分类号： TN215⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2013）13⁃0128⁃03 Design of ATmega8⁃based infrared guidance system for the blindHUANG Jian⁃ping， LI Zhao⁃dai（School of Optoelectronic and Communication Engineering， Xiamen University of Technology， Xiamen 361024， China）Abstract： An infrared blind guidance system with single chip microcomputer was designed for helping blind people. The system uses ATmega8 as control core and chooses the ranging infrared sensor GP2Y0A02YK0F based on PSD principle. The singlechip samples the output analog signals from distance measuring sensors through ADC ports， and uses moving average filter to eliminate noise interference. The singlechip compares the distance value to the threshold value， and controls the voice broadcasting circuit to announce the distance reminding messages. The system detects the barriers from three directions including front， left and right within 1.5 meters， and it has strong anti⁃interference and stability.Keywords： GP2Y0A02YK0F； guidance for the blind； infrared distance measurement；ISD4004 chip0 引言盲人在行走引导方面有很大的困难，目前盲人的导盲主要是依靠手杖敲击路面来判断前方是否有可行的路线，这种方法效率不高，且有一定的局限性，无法告知盲人周围障碍物的分布情况和距离[1]。

基于单片机的红外热成像体温检测仪

佳木斯大学学报（自然科学版）Vol. 38 No. 6Nov. 2020第 38 卷第 6 期2020 年 11 月Journal of Jiamusi University ( Natural Science Edition )文章编号：1008 -1402(2020 )06 -0029 -04基于单片机的红外热成像体温检测仪①时昊S 窦艳芳2,*,崔月莹2（1.三明学院机电工程学院电子系电子信息工程专业，福建三明365004;2.佳木斯大学，黑龙江佳木斯154002）摘要：为了实现对人体体温的非接触式、快速监测，设计一种基于单片机的红外热成像体温检测仪。

本着简便实用、易于维护和成本低廉的设计目标，该装置以红外热成像传感器作为核心器件，LCD 液晶屏显示检测温度，配合外围设计。

实现了实时体温显示、声光提示、超温图像采集、存储和WIFI 访问功能。

此装置在500ms 内即可测出人体体温，保证了测温的快速性。

测量精度为0. 3C ，满足体温检测要求。

关键词：温度测量；STC8A8K64S4A12 ；红外传感器；声光报警中图分类号：TP311文献标识码：A0 引言当前，全国疫情防控不断积极向好态势发展,但疫情仍在全球流行，周边国家和地区的疫情持续蔓延，国内疫情也时有发生。

习近平总书记在中共中央政治局常务委员会会议上特别强调，“要认清当前形势，做好较长时间应对疫情的思想准备和工作准备。

”面对形势的不稳定、不确定，一定要认真研究，科学、合理、细致、周密的制定好学校疫情防控，确保复工复学万无一失。

新冠肺炎前期临床表现又主要包括:发热、干咳、乏力。

所以，必须对出入密集场所关口的人员进行体温测量［1］。

目前,大多数场所一般采用的是手持式红外测温仪［2］。

该方法不仅增加了工作人员交叉感染的风险，而且在人流量密集时效率低。

本设计基于单片机的红外热成像人体温度测量仪，是以STC8A8K64S4A12作为微处理器,搭配红外非接触式热成像测温传感器，根据被测人员的红外辐射能量来确定其对应的体温值。

单片机红外接受发送实验报告（可编辑）

单片机红外接受发送实验报告单片机红外发射与接收实验报告指导老师报告人一·实验选题基于单片机的设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统发射载频38KHz 工作温度-40--85℃接收范围2m系统概述方案设计与论证红外遥控收发系统以下简称红外遥控系统是指利用红外光波作为信息传输的媒介以实现远距离控制的装置从实际系统的硬件结构看红外遥控系统包括发射装置和接收装置其中发射装置包括电源模块输入模块红外发射模块和单片机最小系统接收装置包括电源模块红外接收模块输出模块和单片机最小系统本设计选题设计任务要求设计一个以单片机为核心控制器件的红外收发系统其中发射载波 38KHz电源 V02A 5V01A工作温度-40--85℃接收范围 2m传输速率 27bits反应时间 2ms 利用单片机的定时功能或使用载波发生器用于产生载波的芯片均可产生 38KHz 的发射载波单片机系统可以直接由 5V01A 的电源供电也可以通过三端稳压芯片由 9V02A 电源供电采用工业级单片机可以工作在-40--85℃为保证接收范围达到 2m在发射载频恒为 38KHz 的前提下应采用电流放大电路使红外发射管发射功率足够大传输速率和反应时间取决于所使用的编码芯片或程序的执行效率通过上述分析可知为实现设计任务并满足设计指标应采用工业级单片机由电流放大电路驱动红外发射管针对设计任务提出设计方案程序功能将程序编译通过并下载成功后两个板上的红外光电器件都要套上黑色遮光罩就可以进行实验了测距实验手持号板和号板两管相对慢慢拉远或移近两管的距离观察ＬＥＤ的读数变化阻断实验可请另一人协助将一张纸或其他障碍物放在两管之间再拿开会看到读数有大幅度的变化反射实验将号和号实验板并排拿在手中并形成一个小夹角向一张白纸移动观察读数变化寻迹实验将白纸的部分区域涂黑让你手中的这对红外发射与接收器件在黑色区域与白色区域之间来回移动观察读数变化另外我们选用的红外接收管灵敏很高对室内散射光计算机显示器的辐射日光灯管甚至冬天的暖气等都有感应实验时要注意这些因素的干扰注意实验场地要适当遮光不要有直射光或在窗前进行实验红外线接收模块的原理如下以小型红外接收解调模块SFH506-38超小型红外接收解调模块RPM-638CBR为例来介绍分析一般的红外接收模块主要由CX2016APC1373等集成电路外加阻容元件红外线接收管及滤波光片等组成因而体积较大而新一代一体化红外遥控接收头SFH506-38与RPM-638CBR将红外接收管前置放大解调等电路集成在同一基片上内电路框图如图1所示具有体积小无外部元件抗干扰性能好接收角度宽价格低等优点1小型红外接收解调模块SFH506-38该接收模块采用黑色环氧树脂封装灵敏度较高用小功率红外发射管发射信号接收距离达35米其外型及管脚如图2所示主要电参数如下电源电压VCC为5V 接收峰值波长为095um接收角度为-55度接受距离为35米最大静态电流05mA接收频率为38KHz另有派为3033364056KHz系列供选用2超小型红外接收解调模块RPM-638CBR次模块采用树脂封装有直立与卧式两种封装形式其主要电参数VCC为45--55V静态电流无光照及信号输入Icc为3MA峰值波长为094uM接收最大距离为8--15M水平接收角为33度上下接收角为14度接收频率为38KHz工作温度为-25度----75度由于SFH506-38和RPM-638CBR能直接与红外遥控专用解码电路配合使用因此完全可以取代电视音响等设备中的常规红外接收头且实践证明效果很好红外线接收模块的技术参数1工作电压DC5-20V 可订做范围DC3V-DC24V2静态功耗lt50微安3集电极开路输出负载电流 500mA 其它电流值需订做4延时时间可订做零点几秒几十分钟5封锁时间可订做零点几秒几十秒6触发方式L不可重复触发H可重复触发7感应范围 140度距离5-7米以内 25时8尺寸直径 23mm 默认另有127mm8mm可选9工作温度-20-70℃10外形尺寸2638mm螺丝孔距325mm 注可按客户的各种要求生产模块11感光度可按要求订做 21 红外接收电路一体化的红外接收装置将遥控信号的接收放大检波整形集于一身并且输出可以让单片机识别的TTL 信号这样大大简化了接收电路的复杂程度和电路的设计工作方便使用在本系统中我们采用红外一体化接收头HS0038外观图如图 3 所示HS0038 黑色环氧树脂封装不受日光荧光灯等光源干扰内附磁屏蔽功耗低灵敏度高在用小功率发射管发射信号情况下其接收距离可达35m它能与TTLCOMS 电路兼容HS0038 为直立侧面收光型它接收红外信号频率为38 kHz周期约26 μs同时能对信号进行放大检波整形得到TTL 电平的编码信号三个管脚分别是地＋5 V 电源解调信号输出端红外一体化接收头的测试可以利用图4 所示的电路进行在HS0038 的电源端与信号输出端之间接上一只二极管及一只发光二极管后再配上规定的工作电源为＋5V当手拿遥控器对着接收头按任意键时发光二极管会闪烁说明红外接收头和遥控器工作都正常如果发光二极管不闪烁发光说明红外接收头和遥控器至少有一个损坏只要确保遥控器工作正常很容易判断红外接收头的优劣HS0038的内部结构1PINPIN光敏二极管光敏二极管工作时加有反向电压没有光照时其反向电阻很大只有很微弱的反向饱和电流暗电池当有光照时就会产生很大的反向电流亮电流光照越强该亮电流就越大光敏二极管是一种光电转换二极管所以又叫光电二极管PN结光敏二极管由于相应速度慢不能再通信系统中得到应用PIN光敏二极管就是在PN结中间夹入一层轻掺杂本征半导体PIN光敏二极管特点响应时间短暗电流小入射光量与输出电流的直线性良好PIN光敏二极管的主要用途遥控传真机光通信短距离2AGC Automatic Gain Control 自动增益控制放大器增益表示放大器功率放大倍数以输出功率同输入功率比值的常用对数表示单位为分贝它是输出限幅装置的一种是利用线性放大和压缩放大的有效组合对输出信号进行调整当输入信号较弱时线性放大电路工作保证输出信号的强度当输入信号强度达到一定程度时启动压缩放大线路使输出幅度降低满足了对输入信号进行衰减的需要也就是说AGC功能可以通过改变输入输出压缩比例自动控制增益的幅度它能够在输入信号幅度变化很大的情况下使输出信号幅度保持恒定或仅在较小范围内变化不至于因为输入信号太小而无法正常工作也不至于因为输入信号太大而使接收机发生饱和或堵塞3Band Passband-pass filter 带通滤波器带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器4Demodulator解调器解调是将模拟信号- 数字信号HS0038参考电路在实际的应用中可以参考以下电路进行电路原理图的设计TSAL62是指红外发射头TSAL6200uc是指微控制器HS0038对数据格式的要求 The data signal should fullfill the following condition载波频率接近38kHz1要求脉冲的长度不小于10个周期2脉冲之间的时间距离不小于14个周期3如果每个脉冲的长度超过18ms那么需要在数据流中添加一些空隙空隙的长度要在脉冲长度的4倍以上4每秒钟可以连续接收800个短脉冲符合数据格式的列子有 Some examples for suitable data format areNEC CodeToshiba Micom Format Sharp Code RC6 Code R–2000 Code等红外通信解调功能从图中我们可以看出HS0038接收到的信号正好与发射信号是不对应的当输出脉冲为高时对应HS0038的低电平也就是说发送的红外信号与接收到的红外信号互为相反hs0038 应用 C51编程五·外围器件一．电阻器简介11 电阻器的含义在电路中对电流有阻碍作用并且造成能量消耗的部分叫电阻12 电阻器的英文缩写RResistor 及排阻RN13 电阻器在电路符号 R14 电阻器的常见单位千欧姆KΩ兆欧姆MΩ15 电阻器的单位换算 1兆欧 103千欧 106欧16 电阻器的特性电阻为线性原件即电阻两端电压与流过电阻的电流成正比通过这段导体的电流强度与这段导体的电阻成反比即欧姆定律I UR 表 17 电阻的作用为分流限流分压偏置滤波与电容器组合使用和阻抗匹配等18 电阻器在电路中用R加数字表示如R15表示编号为15的电阻器19 电阻器的在电路中的参数标注方法有3种即直标法色标法和数标法a直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上其允许偏差则用百分数表示未标偏差值的即为±20b数码标示法主要用于贴片等小体积的电路在三为数码中从左至右第一二位数表示有效数字第三位表示10的倍幂或者用R表示 R表示0 如472 表示 47×102Ω即47KΩ 104则表示100KΩR22表示022Ω 122 1200Ω 12KΩ 1402 14000Ω 14KΩ R22 022Ω 50C 324100 324KΩ17R8 178Ω000 0Ω 0 0Ωc色环标注法使用最多普通的色环电阻器用4环表示精密电阻器用5环表示紧靠电阻体一端头的色环为第一环露着电阻体本色较多的另一端头为末环现举例如下如果色环电阻器用四环表示前面两位数字是有效数字第三位是10的倍幂第四环是色环电阻器的误差范围见图一四色环电阻器普通电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值有效数字后0的个数 10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑0 0 棕 1 1 ±1 红 2 2 ±2 橙3 3 黄4 4 绿5 5 ±05 蓝6 6 ±025 紫7 7 ±01 灰8 8白9 9 ―20 50 金 5 银10无色20 图1-1 两位有效数字阻值的色环表示法如果色环电阻器用五环表示前面三位数字是有效数字第四位是10的倍幂第五环是色环电阻器的误差范围见图二五色环电阻器精密电阻标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值第三位有效数字标称值有效数字后0的个数10的倍幂允许误差颜色第一位有效值第二位有效值第三位有效值倍率允许偏差黑0 0 0 棕 1 1 1 1 红 2 2 22 橙3 3 3 黄4 4 4 绿55 5 05 蓝6 6 6 025 紫7 7 7 01灰8 8 8 白9 9 9 -20～50 金±5 银±10图1-2 三位有效数字阻值的色环表示法110 SMT电阻的尺寸表示用长和宽表示如0201060308051206等具体如02表com111 一般情况下电阻在电路中有两种接法串联接法和并联接法电阻的计算R1 R1 R2R2串连并联R R1R2 R 1R11R2112 多个电阻的串并联的计算方法串联R总串 R1R2R3Rn并联1R总并 1R2R3R1Rn二．电容器1 电容器的含义衡量导体储存电荷能力的物理量2 电容器的英文缩写C capacitor3 电容器在电路中的表示符号 C 或CN 排容4 电容器常见的单位毫法mF微法uF纳法nF皮法pF5 电容器的单位换算 1法拉 103毫法 106微法 109纳法 1012皮法1pf 10-3nf 10-6uf 10-9mf 10-12f6 电容的作用隔直流旁路耦合滤波补偿充放电储能等7 电容器的特性电容器容量的大小就是表示能贮存电能的大小电容对交流信号的阻碍作用称为容抗它与交流信号的频率和电容量有关电容的特性主要是隔直流通交流通低频阻高频8 电容器在电路中一般用C加数字表示如C25表示编号为25的电容9 电容器的识别方法与电阻的识别方法基本相同分直标法色标法和数标法3种a 直标法是将电容的标称值用数字和单位在电容的本体上表示出来如220MF表示220UF01UF表示001UFR56UF表示056UF6n8表示6800PFb 不标单位的数码表示法其中用一位到四位数表示有效数字一般为PF而电解电容其容量则为UF如3表示3PF2200表示2200PFcomFc 数字表示法一般用三为数字表示容量的大小前两位表示有效数字第三位表示10的倍幂如102表示10102 1000PF224表示22104 02UFd 用色环或色点表示电容器的主要参数电容器的色标法与电阻相同电容器偏差标志符号100-0--H100-10--R50-10--T30-10--Q50-20--S80-20--Z10 电容的分类根据极性可分为有极性电容和无极性电容我们常见到的电解电容就是有极性的是有正负极之分11 电容器的主要性能指标是电容的容量即储存电荷的容量耐压值指在额定温度范围内电容能长时间可靠工作的最大直流电压或最大交流电压的有效值耐温值表示电容所能承受的最高工作温度稳压二极管发光二极管光电二极管变容二极管3 半导体二极管在电路中常用加数字表示如D5表示编号为5的B锗二极管在两极加上电压并且电压大于02V时才能导通导通后电压保持在02-03V之间5 半导体二极管主要特性是单向导电性也就是在正向电压的作用下导通电阻很小而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大 7 半导体二极管的识别方法a目视法判断半导体二极管的极性一般在实物的电路图中可以通过眼睛直接看出半导体二极管的正负极在实物中如果看到一端有颜色标示的是负极另外一端是正极b用万用表指针表判断半导体二极管的极性通常选用万用表的欧姆档 R＊100或R＊1K 然后分别用万用表的两表笔分别出接到二极管的两个极上出当二极管导通测的阻值较小一般几十欧姆至几千欧姆之间这时黑表笔接的是二极管的正极红表笔接的是二极管的负极当测的阻值很大一般为几百至几千欧姆这时黑表笔接的是二极管的负极红表笔接的是二极管的正极 c测试注意事项用数字式万用表去测二极管时红表笔接二极管的正极黑表笔接二极管的负极此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值这与指针式万用表的表笔接法刚好相反变容二极管是根据普通二极管内部 PN结的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上实现低频信号调制到高频信号上并发射出去在工作状态变容二极管调制电压一般加到负极上使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化变容二极管发生故障主要表现为漏电或性能变差1发生漏电现象时高频调制电路将不工作或调制性能变差2变容性能变差时高频调制电路的工作不稳定使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真三极管在电路中常用Q加数字表示如Q17表示编号为17的三极管特点三极管简称管是内部含有2个PN结并且具有放大能力的特殊器件它分NPN型和PNP型两种类型这两种类型的三极管从工性上可互相弥补所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用按材料来分可分硅和锗管我国目前生产的硅管多为NPN型锗管多为PNP型E 发射极 C 集电极 E 发射极 C 集电极B 基极B 基极NPN型三极管 PNP 型三极管4 半导体三极管放大的条件要实现放大作用必须给三极管加合适的电压即管子发射结必须具备正向偏压而集电极必须反向偏压这也是三极管的放大必须具备的外部条件5 半导体三极管的主要参数a 电流放大系数对于三极管的电流分配规律Ie IbIc由于基极电流Ib的变化使集电极电流Ic发生更大的变化即基极电流Ib的微小变化控制了集电极电流较大这就是三极管的电流放大原理即βΔIcΔIbb极间反向电流集电极与基极的反向饱和电流c极限参数反向击穿电压集电极最大允许电流集电极最大允许功率损耗6半导体三极管具有三种工作状态放大饱和截止在模拟电路中一般使用放大作用饱和和截止状态一般合用在数字电路中a半导体三极管的三种基本的放大电路共射极放大电路共集电极放大电路共基极放大电路电路形式直流通道静态工作点交流通道微变等效电路ri Rbrbe ro RC RC 用途多级放大电路的中间级输入输出级或缓冲级高频电路或恒流源电路b三极管三种放大电路的区别及判断可以从放大电路中通过交流信号的传输路径来判断没有交流信号通过的极就叫此极为公共极注交流信号从基极输入集电极输出那发射极就叫公共极交流信号从基极输入发射极输出那集电极就叫公共极交流信号从发射极输入集电极输出那基极就叫公共极7 用万用表判断半导体三极管的极性和类型用指针式万用表a先选量程R＊100或R＊1K档位b判别半导体三极管基极用万用表黑表笔固定三极管的某一个电极红表笔分别接半导体三极管另外两各电极观察指针偏转若两次的测量阻值都大或是都小则改脚所接就是基极两次阻值都小的为NPN型管两次阻值都大的为PNP型管若两次测量阻值一大一小则用黑笔重新固定半导体三极管一个引脚极继续测量直到找到基极c判别半导体三极管的c极和e极确定基极后对于NPN管用万用表两表笔接三极管另外两极交替测量两次若两次测量的结果不相等则其中测得阻值较小得一次黑笔接的是e极红笔接得是c 极若是PNP型管则黑红表笔所接得电极相反d 判别半导体三极管的类型如果已知某个半导体三极管的基极可以用红表笔接基极黑表笔分别测量其另外两个电极引脚如果测得的电阻值很大则该三极管是NPN型半导体三极管如果测量的电阻值都很小则该三极管是PNP型半导体三极管五．PCB的简介1 PCB的英文缩写PCB Printed Circuit Board2 PCB的作用PCB作为一块基板他是装载其它电子元器件的载体所以一块PCB设计的好坏将直接影响到产品质量的好坏3 PCB的分类和常见的规格根据层数可分为单面板双面板和多层板我们主机板常用的是4层板或者6层板而显示卡用的是8层板而主机板的尺寸为AT规格的主机板尺寸一般为13X12 单位为英寸 ATX主机板的尺寸一般为12X96 单位为英寸 Micro Atx主机板尺寸com 单位为英寸注明1英寸 254CM六．晶振1晶振在线路中的符号是”X”Y2晶振的名词解释能产生具有一定幅度及频率波形的振荡器3晶振在线路图中的表示符号4晶振的测量方法测量电阻方法用万用表RX10K档测量石英晶体振荡器的正反com英晶体振荡器有一定的阻值或为零则说明该石英晶体振荡器已漏电或击穿损坏动态测量方法用是波器在电路工作时测量它的实际振荡频是否符合该晶体的额定振荡频率如果是说明该晶振是正常的如果该晶体的额定振荡频率偏低偏高或根本不起振表明该晶振已漏电或击穿损坏七·555定时器555集成时基电路称为集成定时器是一种数字模拟混合型的中规模集成电路其应用十分广泛该电路使用灵活方便只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳多谐和施密特触发器因而广泛用于信号的产生变换控制与检测它的内部电压标准使用了三个5K的电阻故取名555电路其电路类型有双极型和CMOS型两大类两者的工作原理和结构相似几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556两者的逻辑功能和引脚排列完全相同易于互换555和7555是单定时器556和7556是双定时器双极型的电压是5V15V输出的最大电流可达200mACMOS型的电源电压是3V18V 图8-1 555定时器内部框图555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图8-1所示它含有两个电压比较器一个基本RS 触发器一个放电开关T比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态当输入信号输入并超过时触发器复位555的输出端3脚输出低电平同时放电开关管导通当输入信号自2脚输入并低于时触发器置位555的3脚输出高电平同时放电开关管截止是复位端当其为0时555输出低电平平时该端开路或接VCCVc是控制电压端5脚平时输出作为比较器A1的参考电平当5脚外接一个输入电压即改变了比较器的参考电平从而实现对输出的另一种控制在不接外加电压时通常接一个001uf的电容器到地起滤波作用以消除外来的干扰以确保参考电平的稳定T为放电管当T导通时将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路555定时器的典型应用图8-2 555构成单稳态触发器上图8-2为由555定时器和外接定时元件RC 构成的单稳态触发器D为钳位二极管稳态时555电路输入端处于电源电平内部放电开关管T导通输出端Vo输出低电平当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端并使2端电位瞬时低于低电平比较器动作单稳态电路即开始一个稳态过程电容C 开始充电Vc按指数规律增长当Vc充电到时高电平比较器动作比较器A1翻转输出Vo从高电平返回低电平放电开关管T重新导通电容C上的电荷很快经放电开关管放电暂态结束恢复稳定为下个触发脉冲的来到作好准备波形图见图8-3 图8-3 单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw即为延时时间决定于外接元件RC的大小Tw 11RC通过改变RC的大小可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化当这种单稳态电路作为计时器时可直接驱动小型继电器并可采用复位端接地的方法来终止暂态重新计时此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接以防继电器线圈反电势损坏内部功率管如图8-4由555定时器和外接元件R1R2C构成多谐振荡器脚2与脚6直接相连电路没有稳态仅存在两个暂稳态电路亦不需要外接触发信号利用电源通过R1R2向C充电以及C通过R2向放电端放电使电路产生振荡电容C在和之间充电和放电从而在输出端得到一系列的矩形波对应的波形如图8-5所示图8-4 555构成多谐振荡器图8-5 多谐振荡器的波形图输出信号的时间参数是 T07R1R2C07R2C其中为VC由上升到所需的时间为电容C放电所需的时间555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ但两者之和应不大于33MΩ外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力因此这种形式的多谐振荡器应用很广3组成占空比可调的多谐振荡器电路如图8-6它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管D1D2用来决定电容充放电电流流经电阻的途径充电时D1导通D2截止放电时D2导通D1截止图8-6 555构成占空比可调的多谐振荡器可见若取电路即可输出占空比为50℅的方波信号图8-7 555构成施密特触发器图8-8 555构成施密特触发器的波形图实现基本和常用逻辑运算的电子电路叫逻辑门电路实现与运算的叫与门实现或运算的叫或门实现非运算的叫非门也叫做反相器等等用逻辑1表示高电平用逻辑0表示低电平2 与门逻辑表达式F＝A B。

(完整word版)基于STM32的红外测距系统设计

基于STM32的红外测距系统设计摘要随着现代科学技术的发展，出现了很多新的领域，为了实现对物体近距离、高精度的无线测量，本论文对红外测距领域进行了研究。

本论文采用单片机作为处理器，编写A/D转换程序及LCD显示程序,红外传感器作为工作模块,完成一套高精度显示、实时测量的红外测距系统.本系统结构简单、体积小、测量精度高、成本低、方便使用。

本论文所介绍的是一种基于STM32单片机并运用日本夏普公司型号为GP2Y0A21的红外传感器所设计的红外测距系统。

首先，介绍红外线及红外传感器的分类及应用、STM32单片机的简介与功能；其次,阐述红外测距系统工作原理及基本结构并对单片机、红外传感器、LCD 液晶显示屏的工作电路做了介绍；再次,对系统进行了整体设计构想，先后对系统硬件及软件进行设计，并对整个系统的功能进行了调试。

最后对整个设计进行总结，说明红外测距系统实现的可行性。

关键词红外测距；单片机；A/D转换；LCDSTM32-based infrared ranging system designAbstractWith the development of modern science and technology，there are many new areas, in order to achieve the object close range, high—precision wireless measurement,this topic of infrared ranging is studied。

This topic using SCM as the processor, to write A/D converter and LCD display program，an infrared sensor as a working module，complete set of precision display，real-time measurement of infrared ranging system。

基于51单片机的红外测距仪的设计与实现

基于51单片机的红外测距仪的设计与实现本文介绍的是一种基于51单片机的红外测距仪的设计与实现。

该测距仪可用于精确测量物体到距离范围内的距离，适用于工业控制、智能家居、安防等领域。

1. 系统概述该系统基于51单片机，采用红外传感器进行测距。

传感器接收到反射回来的红外信号后，通过单片机的处理，计算出物体与红外传感器的距离，并通过显示屏展示出来。

2. 系统设计系统由红外传感器模块、51单片机模块和显示屏模块组成。

下面分别介绍：（1）红外传感器模块该模块采用红外线传感器GP2Y0A02YK0F，该传感器可以实现1.5-15cm的测距范围。

传感器工作电压为5v，输出信号为模拟信号。

（2）51单片机模块该模块采用STC89C52单片机，由于系统只需要进行简单的计算，而且运算速度不需要太快，因此选择了这款单片机。

系统通过单片机的ADC模块读取红外传感器的模拟信号，并通过计算获得具体的距离数据，再通过串口通信输出到PC机。

（3）显示屏模块该模块采用一块16*2字符液晶屏，并通过单片机控制显示距离结果。

3. 系统实现系统实现步骤如下：（1）系统初始化单片机需要初始化计时器、串口和ADC模块。

（2）红外测距传感器可以输出模拟信号，单片机通过ADC模块进行转换，得到具体的电压值。

然后通过公式计算距离。

（3）显示距离数据将距离数据通过串口发送到PC机，并在显示屏上显示出来。

PC机通过串口读取数据，将数据显示到PC机软件界面中。

4. 系统特点该系统具有以下特点：（1）测量距离的精度高，可以测量1.5-15cm的距离范围。

（2）系统成本低，易于实现和制作，适用于大规模生产。

（3）系统体积小，方便携带和安装。

5. 结论本文介绍的基于51单片机的红外测距仪可实现高精度的距离测量，成本低、易于实现，适用于工业控制、智能家居、安防等领域。

毕业设计论文--基于单片机的超声波测距系统设计

毕业设计（论文）题目：基于单片机的超声波测距系统设计摘要由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

超声波测距系统，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合。

利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。

本文介绍了一种基于STC89C52单片机的超声波测距系统，阐述了超声波测距系统的硬件电路部分的构成、软件设计思路及工作原理。

硬件部分采用STC89C52 单片机作为主控单片机，硬件电路主要由发射电路、接收电路、显示电路、报警电路等几部分组成；软件部分由主程序、显示子程序、超声波发射子程序、延迟子程序、计算子程序、报警程序等组成。

该电路具有结构简单、操作方便、精度较高、应用广泛的特点。

关键词：超声波；测距系统；单片机AbstractBecause of the strong point of ultrasonic energy consumption slow, medium of communication in the longer distance, thus frequently used ultrasonic distance measurement, such as the range finder and level measurement and so on can be achieved by ultrasound. Ultrasonic Ranging System, can be used in car reversing, the construction site and the location of some industrial site monitoring, can also be used if the level, depth and length of the pipeline, such as measurement occasions. Use of ultrasonic testing is often more rapid, convenient and simple terms, easy to achieve real-time control, and measurement accuracy can meet the practical requirements of industry.The paper describes an ultrasonic measuring system based on the STC89C52, it described an ultrasonic measuring system hardware circuit structure, working principle and software design methods. Hardware using STC89C52 microcontroller as a master MCU, the hardware circuit part includes main transmitter, receiver circuit, display circuit, warning circuit and so on. The software part includes the main program, display subroutine, ultrasonic transmitter subroutine, delay subroutine, calculation subroutine and alarm program. The system Circuits were simply structure, easy to use, high accuracy and wide application.Key Words：Ultrasonic wave；Ranging System；MCU目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论............................................................................................................. - 1 -1.1 测量距离的意义.................................................................................................... - 1 -1.2 基于单片机的超声波测距系统.......................................................................... - 2 -1.2.1 单片机概述 ...................................................................................................... - 2 -1.2.2 单片机的发展趋势 ........................................................................................ - 2 -1.2.3 基于单片机的超声波测距系统的优点与缺陷 ........................................ - 3 -1.2.4 超声波测距原理............................................................................................. - 4 -1.3设计内容 .................................................................................................................. - 4 -第2章设计方案..................................................................................................... - 5 -2.1 设计的目的和要求................................................................................................ - 5 -2.1.1 设计的目的 ..................................................................................................... - 5 -2.1.2 设计的要求 ..................................................................................................... - 5 -2.2 设计思路................................................................................................................. - 5 -2.2.1 硬件部分.......................................................................................................... - 5 -2.2.2 软件部分.......................................................................................................... - 6 -2.3 重要功能模块的选取 ........................................................................................... - 6 -2.3.1 单片机的选用 ................................................................................................. - 6 -2.3.2 发射器和接收器............................................................................................. - 8 -第3章硬件电路设计............................................................................................. - 9 -3.1 系统硬件设计总框图分析 .................................................................................. - 9 -3.2 处理器STC89C52................................................................................................. - 9 -3.2.1 单片机STC89C52的特点 ......................................................................... - 10 -3.2.2 STC89C52管脚说明 .................................................................................... - 11 -3.3 单片机最小系统设计 ......................................................................................... - 14 -3.3.1 单片机最小系统........................................................................................... - 14 -3.3.2 本次设计中的单片机最小系统................................................................. - 14 -3.4 超声波模块HC-SR04 ........................................................................................ - 17 -3.5 显示模块LCD1602 ............................................................................................ - 18 -3.6 报警模块............................................................................................................... - 21 -3.7 超声波测距系统的实物图 ................................................................................ - 22 -第4章软件程序设计........................................................................................... - 23 -4.1 概述........................................................................................................................ - 23 -4.2 头文件和全局变量.............................................................................................. - 23 -4.3 主程序 ................................................................................................................... - 24 -4.4 初始化函数........................................................................................................... - 25 -4.5 显示子程序和溢出中断程序 ............................................................................ - 25 -4.6 超声波发射程序、T1中断子程序和报警程序 ............................................ - 26 -4.7 距离计算程序 ....................................................................................................... - 27 -第5章系统的调试............................................................................................... - 28 -5.1 硬件的调试........................................................................................................... - 28 -5.2 软件的调试........................................................................................................... - 29 -结论..................................................................................................................... - 32 -参考文献................................................................................................................. - 33 -附录..................................................................................................................... - 34 -1．源程序 .................................................................................................................... - 34 -2．英文原文 ................................................................................................................ - 41 -3．中文译文 ................................................................................................................ - 53 -致谢..................................................................................................................... - 62 -第1章绪论1.1 测量距离的意义准确而快速地测定任意两个空间点间的距离，对人类活动的许多方面都具有十分重要的意义。

红外测距传感器的原理与设计最终版讲解

红外测距传感器的原理与设计摘要：现代科学技术的发展，进入了许多新领域，而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。

为了实现物体近距离、高精度的无线测量，我采用红外发射接收模块作为距离传感器，单片机作为处理器，编写A/D转换、显示以及与PC机的通信程序，开发了一套便推式的红外距离测量系统，系统可以高精度的实时显示所测的距离，并且可以将距离量通过串口发送到PC机显示处理、本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用，另外本系统形成了一套完善的软硬件开发平台，可以进行扩展、移植和做进一步的开发。

关键词：红外测距；68HC11E1；A/D转换；一、绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2红外线简介 (1)1.3红外线传感器概述 (2)1.3.1 红外线传感器系统介绍 (2)1.3.2 红外线传感器的分类 (3)1.3.3 红外线传感器的应用 (6)二、红外测距的方法和原理 (7)2.1几种红外测距原理及选择 (7)2.1.1 相位测距原理 (7)2.1.2 PSD测距原理 (9)2.1.3 带运动机构的双象比较法原理 (9)2.1.4 时间差测距法原理 (9)2.1.5 反射能量法原理 (9)2.1.6 红外测距原理的选择 (9)2.2红外测距系统的工作原理 (9)三、红外测距的基本结构及系统框图 (11)3.1红外测距的过程 (11)3.2红外测距系统框图 (11)3.3主要元件分析 (12)3.3.1 红外线发射器件 (12)3.3.2红外线光敏二极管 (13)四、红外测距硬件电路设计 (14)4.1单片机最小系统 (14)4.2红外发射电路设计 (16)4.3红外接收放大电路设计 (17)4.4电源电路 (19)4.5数码管显示电路 (21)五、软件模块设计 (23)5.1程序设计步骤 (23)5.2软件设计框图： (23)5.3红外测距A/D转换程序 (24)六、测量精度分析 (26)[参考文献] (27)附录 (28)致谢 (28)1.1 设计背景在基础学科研究中，传感器具有突出的地位。

基于单片机激光测距毕业设计

基于单片机激光测距毕业设计本科生毕业设计基于单片机的激光测距院系电气信息工程学院专业电子信息工程班级学号学生姓名联系方式指导教师职称：2011年 5 月独创性声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。

除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。

与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。

签名：年月日授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。

本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。

本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无”）：签名：年月日指导教师签名：年月日摘要激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，所以，利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，激光测距是目前应用最普遍的一种，本课题介绍了激光传感器的原理和特性，以及Atmel公司的AT87C51单片机的性能和特点，并在分析了激光测距的原理基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以AT87C51单片机为核心的低成本，高精度。

微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法，该系统设计合理，工作稳定，能量良好，检测速度快，计算简单。

易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业应用的要求。

关键字：激光；测距；单片机ABSTRACTLaser possesses high brightness, high directional, high monochromatic and high coherence wait for an advantage, therefore, by using laser sensor technology and automatic control technology in combination of measurement program, laser range is most broadly applied , the subject of laser sensors is introduced, and the principle and characteristics of single chip AT87C51 Atmel company performance and characteristics, and analyzes the principle of laser range finder, points out the basis of ideas and design ranging system needed consider the question, given a AT87C51 singlechip is low cost, high precision. Miniaturization digital display laser ranging hardware circuit and software design method, the system design is reasonable, stable work, energy, detection speed, good simple calculation. Easy to achieve real-time control, and the precision in measurement can reach the request of industrial applications.Key word: laser; ranging; microcontroller目录1 绪论 12 激光测距的基础 22.1 激光测距设计的思路 22.2 激光测距设计的原理 32.3 本激光测距设计的要求 42.4 本论文的主要研究内容 43 脉冲激光测距系统设计 53.1 激光测距仪系统结构 53.2 激光脉冲发生电路 63.3 脉冲激光接收电路7光电检测传感器的比较选择7雪崩光电二极管APD 8雪崩光电二极管APD的反向偏压 9 电路工作原理9电压控制反馈电路10放大电路124 计时及显示部分设计144.1 计时部分14计时原理 14内插法14利用单片机和CPLD实现模拟内插 15 4.2 距离计算部分17最小系统17计算部分子程序设计184.3 计算机控制LED显示部分19LED说明1974HC573说明20控制的LED显示部分电路设计21显示部分程序设计234.4 系统控制部分设计245 误差分析及总结 255.1 误差分析255.2 总结展望26参考文献27附录28致谢321 绪论二十世纪以来，激光传感器技术日趋成熟，并开始大量应用于测距系统。

基于STM32的红外测距系统设计

本论文采用单片机作为处理器，编写A/D转换程序及LCD显示程序，红外传感器作为工作模块，完成一套高精度显示、实时测量的红外测距系统。

本系统结构简单、体积小、测量精度高、成本低、方便使用。

本论文所介绍的是一种基于STM32单片机并运用日本夏普公司型号为GP2Y0A21的红外传感器所设计的红外测距系统。

首先，介绍红外线及红外传感器的分类及应用、STM32单片机的简介与功能；其次，阐述红外测距系统工作原理及基本结构并对单片机、红外传感器、LCD液晶显示屏的工作电路做了介绍；再次，对系统进行了整体设计构想，先后对系统硬件及软件进行设计，并对整个系统的功能进行了调试。

最后对整个设计进行总结，说明红外测距系统实现的可行性。

关键词红外测距；单片机；A/D转换；LCDSTM32-based infrared ranging system designAbstractWith the development of modern science and technology, there are many new areas, in order to achieve the object close range, high-precision wireless measurement，this topic of infrared ranging is studied. This topic using SCM as the processor, to write A/D converter and LCD display program, an infrared sensor as a working module, complete set of precision display, real-time measurement of infrared ranging system. This system has the advantages of simple structure, small size and high accuracy, low cost and convenient use. This paper introduced is based STM32 microcontroller and use of Japan's Sharp Corporation model GP2Y0A21 infrared sensor designed infrared ranging system. Firstly, introduce the classification and application of infrared distance measurement，it also introduces the function of STM32 microcontroller. Then illustrate the work theory and basic structure of it and introduce the LCD screen and work circuit. Again, the system has carried on the overall design idea, successively on the system hardware and software design, and probes into the function of the whole system debugging. Finally, summarize the entire design to illustrate the feasibility of infrared distance measurement.Keywords Infrared range, SCM, A/D converter, LCD目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (4)1.1 课题研究背景及意义 (4)1.2 本论文主要研究内容 (4)第2章红外测距系统硬件设计 (6)2.1 红外测距系统的工作原理 (6)2.1.1 时间差法测距原理 (6)2.1.2 反射能量法测距原理 (6)2.1.3 相位法测距原理 (6)2.1.4三角法测距原理 (7)2.2 红外测距系统的基本结构 (7)2.2.1 红外传感器模块 (8)2.2.2 单片机处理模块 (9)2.2.3 LCD显示模块 (16)2.3 本章小结 (17)第3章红外测距系统的软件设计及功能调试 (18)3.1 红外测距系统工作流程 (18)3.2 软件程序设计 (19)3.3 硬件功能调试 (19)3.4 软件功能调试 (20)3.5 测量数据绘图 (20)3.6 本章小结 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录A (29)附录B (35)附录C (38)第1章绪论1.1 课题研究背景及意义随着科学技术的不断发展，在测距领域也先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距等方式。

基于单片机的超声波测距系统毕业设计论文

随着计算机技术、自动化技术发展，测距与识别问题在工业中变得十分重要。例如，传统的如钢卷尺接触式测量仪器在测量一定距离时，这种仪器对高于3m的顶板安设困难，且测量不准确；对于横向变形量的测量，若安设于两侧之间，则妨碍人、车来往，如果不固定安设装，则测量精度很低，难以监测微小变形。在自动化装配、检测、分类、加工与运输等过程中，要对随意放置的工件进行作业，这就必须对工件的位置、形状、姿势、种类自动地进行判别，尤其在在工件运输过程中进行识别，则问题更为复杂与困难，因此人们急切需要各种非接触式的测距仪[7]。
关键词：超声波测距仪、STC89C52单片机
1、
1.1
随着科学技术的快速发展，超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。传感器是世界各国发展最快的产业之一，在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下，传感器技术得到了飞速的发展和进步。但就目前技术水平来说，人们可以具体利用的传感技术还十分有限，因此，这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域[1]。
其数字和波形都比较清晰稳定，操作简单.，可靠性高，具有断电存储功能，其串口可以方便用户对仪器的测试数据进行后处理及有关程序的开发。与国内同类产品相比，设计新颖合理，功能齐全，在仪器设计上有重大突破和创新，达到了国际先进水平。
目前，计算机市场价格大幅度下降，采用非一体化超声波检测仪器，计算机可发挥它一机多用的各种功能，实际上是最大的节约。过去那种全功能的仪器设置，还不如单独的超声仪，计算机可充分发挥各自特点。高智能化检测仪器只能满足检测条件，使用环境，重复性测试内容等基木情况一样，才可充分发挥其特有功能。仪器设计也应从实际情况出发，才能满足用户的要求。[13]综上所述，我国超声波仪器的研制与生产，有较大发展，有的型号已超过国外同类仪器水平目前常用的超声传感器有两大类，即电声型与流体力型。电声型主要有：1压电传感器；2磁致伸缩传感器；3静电传感器。流体动型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。由于工作频率与应用目的不同，超声传感的结构形式是多种多样的，并且名称也有不同，例如在超声检测和诊断中习惯上都超声传感器称作探头，而工业中采用的流体动力型传感器称为“哨”或“笛”[14]。电子测距仪要求测量范围在0.10～5.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，公式L=(△t/2)*C简单易算，因而超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于液位、井深、管道长度的测量等场合[15]。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业实用的要求。所以就顺其自然的选择用超声波探测仪来进行探测停车位是否有车了。