红外测距

课程设计题目红外测距二级学院

专业

班级

学生姓名

学号

指导教师

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、高精度的无线测量而采用了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转换和显示程序，完成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，本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用。

关键词：红外测距； A/D转换；实时显示；

目录

一、概述 (3)

1.意义： (3)

2.小组的工作分配： (3)

3.系统主要功能 (3)

二、硬件电路设计及描述 (3)

1.方案及设计思想： (3)

2.电路原理图 (5)

3.芯片资料： (6)

4.元件清单： (8)

三、软件设计流程及描述 (9)

1.模块层次结构图 (9)

2.程序流程图 (11)

3.源程序代码 (11)

1602显示模块程序: (11)

红外测距模块程序: (13)

四．测试 (17)

五．总结 (18)

1.小组总结............................................................................................. 错误！未定义书签。

2.个人总结.............................................................................................. 错误！未定义书签。参考文献: . (18)

一、概述

1.意义：

距离，是个很微妙的东西，因此人们就会用具体的数值来表示。于是就有了人工测量，而在现今社会，人们已经与高科技接轨，便有了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。

我们所做的课题便是红外线测距，而做此课题不为其他，只为自己动手，做一个简易的，精确的，近距离的距离检测仪，这也是对我们所学知识的一种考验方法，更多的是更系统的认识单片机，了解AD转换和红外收发模块。

2.小组的工作分配：

3.系统主要功能

实时测量红外发收管与障碍之间的距离。

二、硬件电路设计及描述

1.方案及设计思想：

设计要求：红外测距

A、利用红外发射管发送信号，信号经过障碍物反射，红外接收管接收反射的信号。

B、用单片机将红外收发管与障碍物之间的距离实时显示出来

方案一、时间差测距法：此方案是将红外发射管发送的信号与接收管接收信

号的时间差写入单片机中，在单片机中用算法将距离计算出来。原理图如图X-1所示。

方案二、反射能量法：此方案是用红外发射管发射信号，然后用红外接收管接收信号，将接收的信号强度经过AD转换，录入单片机中显示出来，并将对应的距离记录下来。完成一段范围内的测量，将所记录下的数据写入单片机中，然后便可进行测量距离了。原理图如图X-2所示。

图X-1 时间差测距法

图X-2反射能量法

方案比较：通过以上两种方案分析，我们可以看到方案一的误差很大，由于红外装置测

的距离比较近，而光速很快，因此反馈到单片机中的时间很短，单片机很难准确处理，而在一般情况下的光速不太准确，因此误差较大。方案二是先将实验数据录入单片机中，因此在测量时存在的误差就会相对较小，综合考虑，选择方案二可行。

2.电路原理图

仿真电路图

结构图

AD转换模块

由于单片机不能直接处理红外接收管接收的电压信号，所以先通过AD转换，将信号转换为单片机能够处理的数字信号，以完成所需实验内容。

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。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。

3.芯片资料：

TLC2543管脚图

TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D 转换过程。由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，

分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。

2TLC2543的特点：

（1）12位分辩率A/D转换器；

（2）在工作温度范围内10μs转换时间；

（3）11个模拟输入通道；

（4）3路内置自测试方式；

（5）采样率为66kbps；

（6）线性误差±1LSBmax；

（7）有转换结束输出EOC；（8）具有单、双极性输出；

（9）可编程的MSB或LSB前导；（10）可编程输出数据长度。

TLC2543引脚说明：

AT89S52管脚图4.元件清单：

三、软件设计流程及描述

1.模块层次结构图

简述：先将AD 采集程序写入单片机中,进行实验,将固定距离所采集到的信号强度记录下来,然后将对应的数据加入程序中,最后通过红外模块进行测量,便可显示出对应的距离值，主程序是整个程序的基础，也是核心。

2.程序流程图

3.源程序代码

1602显示模块程序:

#include

#include

sbit lcdrs=P2^5;

sbit lcdrw=P2^6;

sbit lcden=P2^7;

void delay(uint z)

{

uint x,y;

for(x=z;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--); }

void write_com(uchar com) {

lcdrs=0;

lcden=0;