基于单片机激光测距

目录
1 绪 论 ......................................................................................................................................... 1 2 激光测距的基础.........................................................................................................................2 2.1 激光测距设计的思路..............................................................................................................2 2.2 激光测距设计的原理............................................................................................................3 2.3 本激光测距设计的要求..........................................................................................................4 2.4 本论文的主要研究内容........................................................................................................4 3 脉冲激光测距系统设计.............................................................................................................5 3.1 激光测距仪系统结构............................................................................................................5 3.2 激光脉冲发生电路................................................................................................................6 3.3 脉冲激光接收电路..................................................................................................................7 3.3.1 光电检测传感器的比较选择...............................................................................................7 3.3.2 雪崩光电二极管 APD........................................................................................................8 3.3.3 雪崩光电二极管 APD 的反向偏压 ..................................................................................9 3.3.4 电路工作原理.....................................................................................................................9 3.3.5 电压控制反馈电路...........................................................................................................10 3.3.6 放大电路 ........................................................................................................................... 12 4 计时及显示部分设计...............................................................................................................14 4.1 计时部分 ................................................................................................................................ 14 4.1.1 计时原理 ............................................................................................................................. 14 4.1.2 内插法 ................................................................................................................................. 14 4.1.3 利用单片机和 CPLD 实现模拟内插................................................................................15 4.2 距离计算部分......................................................................................................................17 4.2.1 单片机最小系统..................................................................................................................17 4.2.2 计算部分子程序设计.......................................................................................................18 4.3 计算机控制 LED 显示部分 .................................................................................................19
ABSTRACT
Laser 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
4.3.1 LED 说明..........................................................................................................................19 4.3.2 74HC573 说明..................................................................................................................20 4.3.3 单片机控制的 LED 显示部分电路设计 ...........................................................................21 4.3.4 显示部分程序设计...........................................................................................................23 4.4 系统控制部分设计................................................................................................................24 5 误差分析及总结.......................................................................................................................25 5.1 误差分析 ................................................................................................................................ 25 5.2 总结展望 ................................................................................................................................ 25 参考文献 ....................................................................................................................................... 27 附 录 ........................................................................................................................................... 28 致 谢 ........................................................................................................................................... 32
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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
签名： 年月日
授权声明
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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
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学生姓名
联系方式
指导教师
职称：
2011 年 5 月
独创性声明
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