红外测距

红外测距系统的基本结构

该系统主要由红外发射电路、红外接收电路、A/D转换电路，AT89C52芯片、键盘接口电路及LCD显示电路等组成。其组成框图如图所示

红外测距系统工作流程

在整个红外测距系统工作中，当系统被接入启动电源后，首先，对STM32单片机进行初始化，当单片机接收到红外传感器

GP2Y0A21传输的模拟电压信号后，经过A/D转换电路，将输入单片机的模拟电压信号Vout转换为单片机可识别的数字信号，并经过电压距离转换程序，转换出要测量的距离，然后通过10次均值滤波来提高测量的精确度，最后在通过液晶显示屏LCD显示出测量结果。

为了实现红外测距，在硬件设计中，我们可以使红外发射驱动电路驱动发射头的红外二极管发出红外光，当红外光由红外接收驱动电路驱动红外接收头的光敏二极管接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值，因为红外光的强度会随距离的缩小而增强，红外接收电路转化的电压值会随之增强。又因为电压与距离成比例，通过对转换的电压的计算，我们可以知道红外发射模块与接收模块的距离。我们采用LCD 显示屏动态显示变化中的距离， LCD显示器与AT89C52芯片的P0口与P2.0-2.2接口相接，在红外接收模块运动过程，AT89C52芯片内部会将电压模拟量通过A/D转换将其转化为可显示的数字量，然后通过LCD显示器显示出。通过键盘接口可以实现距离的测量与面积的计算。

系统硬件结构电路图

红外测距的硬件设计红外收发模块

红外发送管是用于发送信号,经过障碍物将信号反射,红外接收管接收到反射回来的信号,然后根据信号强弱将对应的电压值显示在显示模块上,并将此时的距离记录下来。然后整改程序，用红外收发模块进行测距，就可在显示模块上显示出红外接收管接收的

信号强度对应的距离值。

如图所示GP2Y0A02YK0F有3个端口，其中VCC接信号输入，VO接MCP3001的IN+，GND接地线。GP2Y0A02YK0F测量范围在20cm-150cm之间，测量误差小于0.5cm。是一个距离测量传感器单元，PSD的集成组合构成（位置敏感探测器），IRED（红外发光二极管）和信号原理电路。由于采用三角测量方法，各种物体的反射率，对环境

温度和工作时间距离检测不容易产生影响。

复位系统

单片机复位系统就是让程序计数器回到0000h这个地址，程序重头开始执行，将一些

寄存器、存储单元都置为初始设定值，单片机复位的形式有很多种，比如上电复位、

看门狗复位、手动复位等等。本开发板运用的是外接电路来手动复位，如图8所示，STM32单片机采用低电平复位，使复位开关RESET按下单片机接入低电平即完成复位操作。

A/D转换模块

A/D 转换器按照转换的原理可分为直接A/D 转换器和间接A/D 转换器两种类型。直接A/D 转换器，就是把模拟信号直接转换成数字信号，比如逐次逼近型。间接A/D 转换

器是先把模拟量转换成中间量，然后再转换成数字量，如电压/时间转换型，电压/频

率转换型，电压/脉宽转换型等。其中积分型A/D 转换器的电路简单，抗干扰的能力强，而且能做到高分辨率，但是转换速度较慢。有些转换器还将多路开关、基准电压源、时钟电路、译码器和转换电路集成在一个芯片内，已经远超出了单纯A/D 转换功能，使用十分方便。 A/D 转换器转换原理: 一个完整的A/D转换过程中，必须包括

取样、保持、量化与编码等路。取样与保持由于取样的时间极短，取样输出为一串

断断续续的窄脉冲。要把每个取样的窄脉冲信号数字化，需要一定的时间。因此在两

次取样之间，应将取样的模拟信号暂时储存直到下个取样脉冲到来，我们把这个动作

称之为保持。在模拟电路设计中，需要增加一个取样-保持电路。为了保证正确转换，模拟电路要保留着还未转换的数据。

LCD显示模块

AT89C52单片机概述单片机是在集成电路芯片上集成各种组件的微型计算机，这些

组件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序内存ROM、定时/计数器、中断系统、时钟部件的集成和I/O接口等电路。由于单片机具有体积小、价格低、可靠性高、开发应用方便等特点，因此在现代电子技术和工业领域中应用较为广泛，在智能仪表

中单片机是应用最多、最活跃的领域之一。在控制领域中,现如今人们更注意计算机的底成本、小体积、运行的可靠性和控制的灵活性。在各类仪器、仪表中引入单片机，

使仪器仪表智能化，提高测试的自动化程度和精度，提高计算机的运算速度，简化仪

器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。最小电路如图所示：

程序如下：

#include

#include //包含NOP空指令函数_nop_

#include

typedef unsigned char BYTE;

typedef unsigned int WORD;

typedef bit BOOL;

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit eoc=P3^0;

sbit oe =P3^1;

sbit st =P3^2;

sbit clk=P3^6;

sbit rs=P0^7;

sbit rw=P0^6;

sbit ep=P0^5;

uchar code table[]="0123456789";

uchar code

tab[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x0,0x0};//数码管共阴级显示0～9

uint ad_0809,a1,a2,a3;

uchar out;