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。激光测距仪作为一种不用进行接触测量仪器已被广泛用在遥感探测，精密测量，建筑安全，安全防卫监控，智慧控制等领域，覆盖了各种技术学科。目前广泛使用的激光测距仪，主要用脉冲和相位式,还有激光三角法测距,三角测距的特点是简便、精度高,不用考虑接收发射时间。测量准确度受光学系统和CCD成像系统的限制,对接收器件要求高,同时不能测量透明物体。

激光有多种特性，方向性好，亮度高，单色性好，能够用来进行距离测量。基于编码发射的激光测距仪具有多种特点。尤其是在恶劣的室外环境条件下，利用激光测距不受天气因素的影响，不需要大气能见度，可以全天候观测，也不受地面反射和抗电磁干扰能力，在保密性上有着很大的优势。许许多多的行业需要这种测量仪器，所以具有很广阔的前景。毕业设计的目的是设计一种简单的手持式激光测距仪。采用了夏普GP2Y0A02YK0F测距传感器模块，采用三角测量方法。

1.2 国内外现况

国外许多大学，公司，研究机构进行了激光测距仪的研究。主要有芬兰的奥卢大学、美国的施瓦茨电光公司、埃克森公司等。施瓦茨电光公司为美国国家数据中心研制了无人自动激光海浪测量系统；为美国公路管理局研制了用来监控车辆的激光无人感应系统，从而提高了交通利用率；;还开发研制了军机坠毁激光报警系统。埃克森美孚开发用于海上石油开发的脉冲测距系统。 1992年亚特兰大激光公司为警方专门开发了手持式激光测距测速仪，用于车辆的距离和速度。美国于1998年开发出了美国塔斯科测距能力800米相机类型LD激光测距仪。美