《基于51單片機(jī)的手持式激光測距儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)專業(yè)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于51單片機(jī)的手持式激光測距儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)專業(yè)（35頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、目錄 第一章 緒論 2 1.1 課題的背景和意義 2 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)況 3 1.3 本課題主要研究內(nèi)容 4 1.最小的單芯片系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì); 4 2.液晶屏的硬件設(shè)計(jì); 4 3.警告聲光報(bào)警電路; 4 4.硬件功能測試程序。 4 1.4 開發(fā)環(huán)境介紹 4 1) 開發(fā)環(huán)境 4 2) 運(yùn)行環(huán)境 5 第二章 硬件介紹 6 2.1 STC89C52概述 6 圖2-1 51單片機(jī)管腳圖 6 1 主電源引腳 7 2 時(shí)鐘源 7 3 控制,選通或復(fù)用 7 4 多功能I/O端口 7 2.2 keilC51的開發(fā)環(huán)境 8 2.2 Nokia/諾基亞5110

2、LCD 9 圖2-2 Nokia5110顯示屏 10 2.3 GP2Y0A02YK0F紅外激光測距模塊 10 1、距離測量范圍： 20 to 150 cm 10 2. 信號輸出類型：電壓模擬信號 10 3. 包裝尺寸：29.5×13×21.6 mm 10 4. 功耗： 標(biāo)稱值33 mA 10 5. 供電電壓：4.5 to 5.5 V 10 6.精度和采集的AD位數(shù)以及轉(zhuǎn)化計(jì)算公式相關(guān)，10AD一般能達(dá)到0.1CM 10 圖2-3 測距原理 12 圖2-4傳感器數(shù)值曲線圖 12 第三章 硬件系統(tǒng)介紹 13 3.1 紅外激光測距的實(shí)現(xiàn)構(gòu)想 13 3.2 結(jié)構(gòu)框圖 13

3、圖3-1 結(jié)構(gòu)框圖 13 3.3?系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)電路圖 14 圖3-2 整體電路圖 14 3.3.1 ISP電路 14 圖3-3 下載與擦除電路 15 3.3.2 穩(wěn)壓電路 15 圖3-4 穩(wěn)壓電路 15 3.3.3 顯示模塊Nokia5110lcd 15 圖3-5 5110顯示電路 16 3.3.4 鍵盤 16 圖3-6 按鍵 17 3.3.5紅外激光測距模塊 17 圖3-7 測距模塊 17 3.3.6復(fù)位電路 17 圖3-8 復(fù)位電路 18 3.3.7 時(shí)鐘電路 18 圖3-9 時(shí)鐘電路 19 3.3.8蜂鳴器電路 19 圖3-10 蜂鳴器電路 19 3

4、.4測距原理與測距方法的選擇 20 3 3.1相位激光測距 20 3.4.2脈沖法激光測距 20 3.4.3 激光三角法測距 21 3.4.4激光的選擇 22 1. 采用紅外激光的發(fā)光二級管，結(jié)構(gòu)很簡單，體積小，成本較低 23 2. 對紅外的調(diào)制很簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)編碼發(fā)射 23 3. 紅外線不會通過阻礙物 23 4. 具有低耗能，反應(yīng)快的特點(diǎn) 24 5. 具有極強(qiáng)的在干擾環(huán)境下工作的能力 24 6. 不會對環(huán)境造成污染，基本上對于人畜無害 24 第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 25 4.1 系統(tǒng)軟件流程圖 25 圖4-1 軟件流程圖 25 4.2 部分代碼 26 LCD部分

5、26 c -= 32; 27 x <<= 3; 27 y <<= 1; 27 第五章 實(shí)物制作與調(diào)試說明 31 5.1 材料的選擇 31 5.2 電路板PCB的設(shè)計(jì) 31 5.3 印刷電路板的制作 32 5.4 單片機(jī)測試 32 5.5 電路調(diào)試 32 5.6 紅外激光測距的調(diào)試 33 第六章 總結(jié) 33 第一章 緒論 1.1 課題的背景和意義 這個(gè)項(xiàng)目的需求是不用進(jìn)行接觸測量，開發(fā)出運(yùn)行快速，準(zhǔn)確度高，而且具有能夠忍受強(qiáng)干擾，體積小，重量輕的激光測距儀。激光測距儀作為一種不用進(jìn)行接觸測量儀器已被廣泛用在遙感探測，精密測量，建筑安全，安全防衛(wèi)監(jiān)控，智慧控制等

6、領(lǐng)域，覆蓋了各種技術(shù)學(xué)科。目前廣泛使用的激光測距儀，主要用脈沖和相位式,還有激光三角法測距,三角測距的特點(diǎn)是簡便、精度高,不用考慮接收發(fā)射時(shí)間。測量準(zhǔn)確度受光學(xué)系統(tǒng)和CCD成像系統(tǒng)的限制,對接收器件要求高,同時(shí)不能測量透明物體。 激光有多種特性，方向性好，亮度高，單色性好，能夠用來進(jìn)行距離測量?；诰幋a發(fā)射的激光測距儀具有多種特點(diǎn)。尤其是在惡劣的室外環(huán)境條件下，利用激光測距不受天氣因素的影響，不需要大氣能見度，可以全天候觀測，也不受地面反射和抗電磁干擾能力，在保密性上有著很大的優(yōu)勢。許許多多的行業(yè)需要這種測量儀器，所以具有很廣闊的前景。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)一種簡單的手持式激光測距儀。采用了夏

7、普GP2Y0A02YK0F測距傳感器模塊，采用三角測量方法。 1.2 國內(nèi)外現(xiàn)況 國外許多大學(xué)，公司，研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了激光測距儀的研究。主要有芬蘭的奧盧大學(xué)、美國的施瓦茨電光公司、?？松镜?。施瓦茨電光公司為美國國家數(shù)據(jù)中心研制了無人自動激光海浪測量系統(tǒng)；為美國公路管理局研制了用來監(jiān)控車輛的激光無人感應(yīng)系統(tǒng)，從而提高了交通利用率；;還開發(fā)研制了軍機(jī)墜毀激光報(bào)警系統(tǒng)。?？松梨陂_發(fā)用于海上石油開發(fā)的脈沖測距系統(tǒng)。 1992年亞特蘭大激光公司為警方專門開發(fā)了手持式激光測距測速儀，用于車輛的距離和速度。 美國于1998年開發(fā)出了美國塔斯科測距能力800米相機(jī)類型LD激光測距儀。美國徠卡展出實(shí)

8、用的小LD測距儀，測量距離0.2?30米。自1995年以來，國際上對人眼安全的激光測距儀研制很快，已經(jīng)進(jìn)行了在波長范圍800?900nm的，峰值功率的10W，脈沖寬度為20?50ns的，重復(fù)率1?10kHz時(shí)，測量10米?1公里非合作目標(biāo)激光測距儀的研究。 在原有的固體氣體激光測距儀基礎(chǔ)上，在80年代開始研究。目前，基本技術(shù)已經(jīng)被用于主要是為了解決工程問題，開發(fā)各種應(yīng)用上。航天科工集團(tuán)八三五八所研制出精度0.5m，測程200m，數(shù)據(jù)率100Hz的激光測距儀。中國計(jì)量學(xué)院的電子所通過與國外的同行合作，研制成功了一種測距達(dá)到1千米，精度達(dá)到一米，使用線性放大技術(shù)的方便攜帶的激光測距儀。國內(nèi)公司也

9、開展了研究，位于常州的來賽公司研制半導(dǎo)體激光測距儀，它的探測距離達(dá)到200m、測距的精度也達(dá)到0.5m。西南技術(shù)物理研究所還研究了激光高的表，它的工作范圍2—800米，測量精度達(dá)到1m，使用工作波長為905nm，一秒鐘內(nèi)重復(fù)發(fā)射一百次。激光器波長范圍是從375nm~1650nm?，F(xiàn)在，在市場上有多種的手持激光測距儀器，有一種是半導(dǎo)體激光儀，它發(fā)射的激光頻率大約是905nm和1540nm。還有一種是是GAY激光，它工作的波長為1064nm?，F(xiàn)在，人們越來越追求設(shè)備的安全性和無害性，所以對身體有危害的1064nm的YAG激光目前在外國的便攜激光測距中完全取消了。因?yàn)槿绻恍⌒恼盏绞褂谜叩钠つw和眼

10、睛的話，皮膚會受傷，尤其眼睛的傷害可能是一輩子的事。 1.3 本課題主要研究內(nèi)容 利用紅外激光傳感器，以單片機(jī)為核心，開發(fā)設(shè)計(jì)手持紅外激光測距儀，并進(jìn)行調(diào)試。主要包括； 1.最小的單芯片系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì); （1）在上電復(fù)位電路自動復(fù)位和手動復(fù)位。 （2）晶體振蕩器電路與無源晶振電路。 （3）發(fā)光二極管電路。 2.液晶屏的硬件設(shè)計(jì); （1）選擇5110的LCD。 3.警告聲光報(bào)警電路; （1）報(bào)警輸出電路采用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。 4.硬件功能測試程序。 （1）對于每個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試。 （2）整體進(jìn)行調(diào)試。 1.4 開發(fā)環(huán)境介紹 1) 開發(fā)環(huán)境 l Intel（

11、R）Core TM(2) CPU T2379 1.73GHz l 2G內(nèi)存 250G硬盤 l Microsoft? Windows? XP Professional l Microsoft Visual C++ 6.0 中文版 2) 運(yùn)行環(huán)境 l Intel? Pentium? 2及以上處理器，32M以上內(nèi)存，4G以上硬盤 l Microsoft? Windows? 9X/NT/2000/XP操作系統(tǒng) l 800*600或以上的屏幕分辨率 第二章 硬件介紹 2.1 STC89C52概述 單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模技術(shù)吧具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU

12、隨機(jī)存儲器RAM，只讀存儲器ROM，多種I/O口和中斷系統(tǒng)，定時(shí)器計(jì)數(shù)器等功能（還包括顯示驅(qū)動電路，模擬多路轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。 因?yàn)閱纹瑱C(jī)也是重要的計(jì)算機(jī)分支領(lǐng)域，所以對其的分類也是十分重要的和必要的。而在將其分類時(shí)，我們可以根據(jù)單片機(jī)本身的發(fā)展情況和應(yīng)用領(lǐng)域，粗略的將其分為如下幾個(gè)類型：專用型，通用型，非總線型，總線型，工控型，家電型。具體各個(gè)類型的用途和發(fā)展情況就不一一的詳述了。 想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，就必須完成單片機(jī)與電路或外部功能信息交流。這時(shí)就需要用到管腳將它們相連接達(dá)到通連的效果，同時(shí)我們也稱管腳

13、將單片機(jī)的外特性表現(xiàn)出來?？萍嫉倪M(jìn)步，單片機(jī)也更加注重體積和外觀了，所以科學(xué)家想出了讓很多引腳是雙功能或多功能的。就現(xiàn)在的情況來說，51單片機(jī)的封裝形式是多種多樣，本設(shè)計(jì)就以40線雙列直播式封裝形式為例盡心詳細(xì)介紹，如圖2-1所示。 圖2-1 51單片機(jī)管腳圖 1 主電源引腳 VCC—40腳。正常運(yùn)行和編程校驗(yàn)電源為+5V，有些產(chǎn)品可放寬至2.7~6.0V。 VSS—20腳。電路接地。 2 時(shí)鐘源 XTAL1—19腳。一般外接晶振的引腳。當(dāng)單片機(jī)直接采用外部振蕩信號源接地電平。 X

14、TAL2—18腳。外接晶振的另一引腳。當(dāng)單片機(jī)直接采用外部振蕩信號源則作為輸入端口。 3 控制,選通或復(fù)用 RST/Vpd—9腳。作為單片機(jī)復(fù)位信號輸入端口。 ALE/PROG—30腳。作為輸出允許地址鎖存信號的輸出端口，當(dāng)編程入寫時(shí)也是編程脈沖的輸入端。 PSEN—29腳。作為連接外部程序存儲器的選通信號輸出端口，輸出低電平時(shí)有效。 EA/Vpp—31腳。作為連接外部或內(nèi)部程序存儲器的選通信號輸入端口，輸入低電平時(shí)有效。 4 多功能I/O端口 P0 口—32~39腳。8位漏極開路雙向I/O口。 P1 口—1~8腳，具有內(nèi)部上拉電路8位準(zhǔn)

15、雙向I/O口。 P2 口—21~28腳，具有內(nèi)部上拉電路8位準(zhǔn)雙向I/O口。 P3 口—10~17腳，具有內(nèi)部上拉電路的準(zhǔn)雙向I/O口，實(shí)際是個(gè)特殊的第二變異功能端口。 51單片機(jī)就是通過外部封裝的40條腳組合成各不相同的應(yīng)用系統(tǒng)。 51單片機(jī)核心組成部分則如下： 主要是由算術(shù)邏輯單元，累加器和寄存器組成的運(yùn)算器；由指令寄存器，時(shí)序發(fā)生器和操作控制器的程序計(jì)數(shù)器和由程序計(jì)數(shù)器，指令寄存器，時(shí)序發(fā)生器和操作控制器組成的控制器以及主要寄存器。 2.2 keilC51的開發(fā)環(huán)境 KeilC51是由某公司出產(chǎn)的是擁有完美的開發(fā)環(huán)境使用C語言進(jìn)行51單

16、片機(jī)編程的軟件開發(fā)系統(tǒng)。由于是使用的C語言進(jìn)行編程，相信更加容易被廣大使用者接受，因?yàn)橄啾扔趨R編語言C語言有更加多的使用對象而且C語言更加容易可讀和維護(hù)也是相當(dāng)容易可以學(xué)習(xí)的。而且KeilC51的裝備還是很精良的：C編譯器，宏匯編，連接器和庫管理以及最重要的仿真調(diào)試器。 KeilC51 安裝的要求（1）Pentium 或相應(yīng)兼容處理器PC；（2）Windows 95，98，NT4.0操作系統(tǒng)；（3）至少16MB RAM 和20MB 硬盤空間。 具體的安裝步驟：第一步雙擊安裝源文件，則出現(xiàn)Keil軟件安裝畫面，安裝畫面提示在安裝之前應(yīng)當(dāng)先關(guān)閉其他應(yīng)用程序；第二步單機(jī)下一步按鈕，出現(xiàn)版權(quán)對話框

17、，選擇同意選項(xiàng)；第三步單機(jī)下一步按鈕，出現(xiàn)安裝路徑對話框，系統(tǒng)有默認(rèn)的安裝的路徑，也可以選擇其他的安裝路徑；第四步單機(jī)“NEXT”按鈕，出現(xiàn)用戶信息對話框，需要填寫各項(xiàng)信息；第五步單擊下一步按鈕，進(jìn)入正常安裝界面，顯示安裝進(jìn)度和安裝文件信息；第六步安裝好了之后系統(tǒng)會自動跳轉(zhuǎn)到安裝完成界面，最后點(diǎn)擊“Finish”安裝結(jié)束。 代碼優(yōu)化：在Keil配置中默認(rèn)的配置可以進(jìn)行簡單的程序開發(fā)，許多配置會影響應(yīng)用程序代碼的質(zhì)量，如果適當(dāng)?shù)男薷膮?shù)，可以改善代碼空間，那將會提高開發(fā)效率。C51編譯器有6種不同級別的優(yōu)化：（1）常亮合并，一個(gè)表達(dá)式或地址計(jì)算式內(nèi)的幾個(gè)常量合并成一個(gè)常量（2）跳轉(zhuǎn)優(yōu)化，跳轉(zhuǎn)反

18、演或擴(kuò)張為最終目標(biāo)地址（3）無用代碼消除，將不可執(zhí)行的代碼從程序中刪除（4）寄存器變量，自動變量和函數(shù)自變量盡可能放在寄存器中沒有為這些變量保留數(shù)據(jù)存儲空間（5）參數(shù)通過寄存器傳遞，通過寄存器最多可傳遞三個(gè)函數(shù)自變量（6）全局共用的子表達(dá)式消除，將在一個(gè)函數(shù)中多次出現(xiàn)的子表達(dá)式和地址計(jì)算式盡可能只計(jì)算一次。 單片機(jī)的C語言對與Windows系統(tǒng) 和對于 Dos系統(tǒng) 的集成開發(fā)環(huán)境 (IDE）分別對應(yīng)的是μVision和Ishell，IDE能夠完成從編輯到編譯到連接再到調(diào)試最后到仿真的整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員在編輯C或匯編源文件的時(shí)候，可以選擇使用IDE本身或者其它編譯器都是可以的。開發(fā)人員可以

19、使用C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件（.obj）。開發(fā)人員解決目標(biāo)文件時(shí)可以通過LIB51來創(chuàng)建生成庫文件，或者將其與庫文件綁在一起通過L51以這種方法來生成絕對目標(biāo)文件(.abs）。開發(fā)人員可以使用OH51 將abs文件轉(zhuǎn)換變成標(biāo)準(zhǔn)的hex 文件，再將生成的文件通過調(diào)試器dScope51進(jìn)行源代碼調(diào)試或者也可以通過仿真器直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試。 Keil C51開發(fā)軟件的優(yōu)點(diǎn)： （1）Keil C51在生成的目標(biāo)代碼的速度效率方面有很大的優(yōu)勢，在生成的匯編代碼排布也是很緊湊而且可以使讀者很快的理解。開發(fā)大型軟件Keil C51也能夠體現(xiàn)出高級語言在軟件開發(fā)方面的部分優(yōu)勢。 （2）C語

20、言無論是在功能上，結(jié)構(gòu)，可讀性和可以維護(hù)上與匯編相比都更加容易學(xué)習(xí)也更加有優(yōu)勢。相信只有先用過匯編語言后，再使用C來開發(fā)軟件的才會在這方面有更加深刻的感悟。 2.2 Nokia/諾基亞5110 LCD Nokia的液晶顯示屏除了使用在移動電話中，也可以作為各種便攜設(shè)備的電子顯示屏，我們可以看看它與其他產(chǎn)品的區(qū)別： ●84x48 的點(diǎn)陣LCD，可顯示4 行漢字， ●接口線很少，包括信號與電源線只有9條，能夠讓串行口和CPU之間直接對話。也能夠和各種類型的單片機(jī)進(jìn)行通信，如AVR 單片機(jī)的ＳＰI、MCS51的串口模式０等，數(shù)據(jù)傳輸迅速，寫入數(shù)據(jù)無延時(shí)。 ●如果想安裝顯示屏

21、或顯示屏損壞了想更換新的，十分方便，因?yàn)樗鞘褂脤?dǎo)電膠讓模塊與印制版連接，更本不需要到導(dǎo)線，用金屬鉤就可以連接。 ●LCD 控制器與晶片已經(jīng)綁定，模塊的大小可以做到很小。 ●使屏幕正常的工作的電流在200μA 以下，是低電流，具有省電模式。 用Nokia5110液晶的四大理由 1)具有成本效益，LCD1602可以顯示32個(gè)字符，而Nokia5110差不多，可以顯示15個(gè)漢字，30個(gè)字符。Nokia5110裸屏僅8.8元，LCD1602一般15元左右，LCD12864一般50~70元。 2)接口簡單，僅4根I/O線就可使用，LCD1602是11根I/O線，LCD1

22、2864是12根。 3)速度迅速，是LCD12864的20倍，是LCD1602的40倍。 下面就是5110顯示屏的實(shí)物圖，如圖2-2 圖2-2 Nokia5110顯示屏 2.3 GP2Y0A02YK0F紅外激光測距模塊 1、距離測量范圍： 20 to 150 cm 2. 信號輸出類型：電壓模擬信號 3. 包裝尺寸：29.5×13×21.6 mm 4. 功耗： 標(biāo)稱值33 mA 5. 供電電壓：4.5 to 5.5 V 6.精度和采集的AD位數(shù)以及轉(zhuǎn)化計(jì)算公式相關(guān)，10AD一般能達(dá)到0.1CM GP2Y0A02YK0F它是夏普的一款紅外激光

23、測距模塊。它一共有三部分構(gòu)成，紅外發(fā)光二極管，位置檢測電路和信號處理三部分組成。在所用的三角測量中，有許多因素是不會影響到傳感器的測量精度的，比如被測物體的材質(zhì)，環(huán)境的溫濕度，還有測量所需要的時(shí)間。當(dāng)需要測量師，傳感器所輸出經(jīng)過處理的電壓和探測距離為負(fù)相關(guān)，有一條電壓與距離的曲線。我們就可以通過測量電壓得出距離，所以我們能夠在很多場合使用它們，像測量距離和避開障礙。 在最近的數(shù)十年中，夏普開發(fā)了很多紅外激光傳感器。這些傳感器體積小，能耗也很小。 工作原理： 基本夏普的紅外傳感器多是基于三角法測量的原理。通過發(fā)射一束特定角的光，通過紅外激光的對象后，光束會反射回來，如下圖所示。CCD檢測器對反

24、射后的紅外光進(jìn)行檢測，并將得到移動的數(shù)值l，就可以利用在初中學(xué)過的幾何知識進(jìn)行計(jì)算，在原有就知道的一些值，像光發(fā)射的角度a，發(fā)射鏡頭和接受鏡頭中心的距離X，濾鏡固有的焦距f后，我們就可以通過簡單計(jì)算算出距離d。 從圖2-3的三角測量原理中我們可以知道，如果測量的距離非常小的時(shí)候，光的移動值就可以很大，非常簡單，CCD檢測器就會根本看不到這個(gè)光，也就不會測到移動值了，這個(gè)時(shí)候電壓就為0，也就是距離很遠(yuǎn)。還有一點(diǎn)，如果測距的距離很遠(yuǎn)，偏移的距離會非常小，這個(gè)時(shí)候如果CCD檢測器精度不夠的話，就不能夠準(zhǔn)確的測量這個(gè)值，所以想要測量的距離遠(yuǎn)，那個(gè)CCD的分辨率就一定要高。

25、 圖2-3 測距原理 非線性輸出： SharpGS2XX系列傳感器不是線性的。因此，我們要在現(xiàn)實(shí)生活中使用的時(shí)候進(jìn)行修正數(shù)據(jù)。對傳感器輸出電壓和測量距離畫出一條曲線，就可以在實(shí)際使用中獲得真實(shí)有效的值。圖2-4是典型Sharp的GP2Y0A02YK0F的輸出曲線圖。從上圖中，可以看到，當(dāng)探測距離小于10厘米時(shí)，輸出的電壓急劇下降，可以看到物體的距離越來越遠(yuǎn)了，單從電壓看距離遠(yuǎn)了。 圖2-4傳感器數(shù)值曲線圖  第三章 硬件系統(tǒng)介紹 3.1 紅外激光測距的實(shí)現(xiàn)構(gòu)想 為了實(shí)現(xiàn)紅外激光測距，在

26、硬件設(shè)計(jì)中，我們可以使紅外激光發(fā)射驅(qū)動電路驅(qū)動發(fā)射頭的紅外二極管發(fā)出紅外激光，當(dāng)紅外激光由CCD接收到，并通過電壓轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為可測量的電壓值，因?yàn)榻邮盏降墓饩嚯xCCD中心距離會隨距離的縮小而增大，紅外接收電路轉(zhuǎn)化的電壓值會隨之增強(qiáng)。又因?yàn)殡妷号c距離成比例，通過對轉(zhuǎn)換的電壓的計(jì)算，我們可以知道紅外發(fā)射模塊與接收模塊的距離。 我們采用LCD顯示屏動態(tài)顯示變化中的距離， LCD顯示器與STC89C52芯片的P0口與P2.0-2.5接口相接，在接受激光過程中，STC89C52芯片內(nèi)部會將電壓模擬量通過A/D轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)化為可顯示的數(shù)字量，然后通過LCD顯示器顯示出。鍵盤與AT89C52芯片的P

27、1.3、P1.4、P1.5引腳相接，通過鍵盤接口可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置距離的報(bào)警值。而通行串口通過P3.0，P3.1進(jìn)行下載與擦除。 3.2 結(jié)構(gòu)框圖 圖3-1 結(jié)構(gòu)框圖 3.3?系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)電路圖 整個(gè)紅外測距系統(tǒng)由STC12C5A芯片、紅外激光測距模塊、鍵盤、A/D轉(zhuǎn)換電路與LCD顯示器等構(gòu)成，如圖3-2所示。 圖3-2 整體電路圖 3.3.1 ISP電路 通過下載引腳為P3.0、P3.1，也就是RXD和TXD進(jìn)行程序下載與擦除 ，如圖3-3所示。 ISP 即(In-System Programming)在系統(tǒng)可編程，就是在電路板上器件可以被編入最終的用戶代

28、碼， 不用從電路板上拆下原件，已經(jīng)編程的器件也可以用ISP 方式擦除或再編程,ISP技術(shù)是未來發(fā)展方向。 XL2000的ISP部份是業(yè)界首創(chuàng)的得前衛(wèi)產(chǎn)品，它完美的將編輯器的可靠性與下載的方便性融合到一起。經(jīng)單片機(jī)控制時(shí)序， 將并口ISP 兼容能力,可靠問題完全解決了?？焖佥p松的對目標(biāo)板在系統(tǒng)編程，將相關(guān)引腳引入目標(biāo)板中。 圖3-3 下載與擦除電路 3.3.2 穩(wěn)壓電路 穩(wěn)壓電路是一種可以保持輸出電壓穩(wěn)定值的電路，它無關(guān)于其它的一些因素，像輸入的電壓，負(fù)載為多少，環(huán)境的變化，還有電路本身的參數(shù)。這一種電路是可以持續(xù)輸出穩(wěn)定的直流電源，被廣泛的采用。而在這個(gè)電路中，最重

29、要的是lm7805了。 Lm7805穩(wěn)壓器能夠讓高于5V的直流電經(jīng)過整壓后以5V輸出，lm7805作為三端穩(wěn)壓集成電路，是穩(wěn)壓電路中極其重要的一部分。我們可以看到，在7805中，有兩個(gè)電容，它們分別是用作于輸入輸出的濾波電容，還有一個(gè)負(fù)載電阻。一般來說，如果7805輸出的電流較大時(shí)，我們就應(yīng)該考慮到散熱，加個(gè)散熱板。 我們可以看到lm7805連接著三個(gè)引腳，一根時(shí)接地，還有兩根分別輸入和輸出電壓，還有一種可以增加輸出電壓的得電路，在7805的2腳和地之間連接一個(gè)用作于穩(wěn)壓的二極管，我們可以將輸出電壓增加，增加的值為二極管的穩(wěn)壓值。 穩(wěn)壓電路如圖3-4所示。 圖3-4 穩(wěn)壓電路

30、 3.3.3 顯示模塊Nokia5110lcd 5110液晶屏的6根引腳與51單片機(jī)的P2 I/O口的連接方式： 5110_RST <---> P2.0 5110_SCE <---> P2.1 5110_OSC <---> P2.2 MOS1(SDIN) <---> P2.3 MIS0(DC) <---> P2.4 SCK <---> P2.6 如圖3-5所示為5110的連接方式。 圖3-5 5110顯示電路 3.3.4 鍵盤 我們設(shè)置鍵盤（圖3-6）進(jìn)行更改距離，

31、所以使用一個(gè)單獨(dú)的鍵盤按鍵輸入單元，三個(gè)按鈕，兩個(gè)按鈕和單片機(jī)的p35和p35相接，另一個(gè)與int1連接,通過鍵盤接口可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置距離的報(bào)警值。 圖3-6 按鍵 3.3.5紅外激光測距模塊 GP2Y0A02YK0F測距模塊擁有三條接口，一個(gè)接地，一個(gè)接電源，一個(gè)是數(shù)據(jù)傳輸接口。它由PSD(position sensitive detector) 和IRED (infrared emitting diode) 以及信號處理電路三部分組成。三角測量法中，被測物體的材質(zhì)，溫度濕度，測量時(shí)間不會影響到傳感器的測量精度。傳感器輸出電壓正比于探測距離。通過測量電壓檢測對象就可得出

32、距離，從而使傳感器可以用于距離的測量，避障等場合。 圖3-7顯示了模塊的連接方式。 圖3-7 測距模塊 3.3.6復(fù)位電路 復(fù)位電路（圖3-8）設(shè)計(jì)能夠直接關(guān)系到單片機(jī)系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，因?yàn)閱纹瑱C(jī)電源電壓變化時(shí)刻不穩(wěn)定，那么單片機(jī)不能立即投入工作，需要繼續(xù)保持在復(fù)位狀態(tài)，直到電源穩(wěn)定，單片機(jī)才開始工作。復(fù)位電路有三種，有手動按鍵（上電）復(fù)位、自動上電復(fù)位和積分復(fù)位。在此說明最簡單的上電復(fù)位：即上電后由于電容作用單片機(jī)延時(shí)一段時(shí)間后再開始工作（選擇電解電容有正負(fù)極，耐壓10V以上，容量10uF，使用時(shí)不可以接反，電容外殼上白為負(fù)極，黑為正極）。 圖3-8

33、 復(fù)位電路 3.3.7 時(shí)鐘電路 單片機(jī)內(nèi)核時(shí)鐘相當(dāng)于心臟，其的波形在XTAL1和XTAL2引腳上為波形，頻率為所選晶振頻率，在51單片機(jī)中，晶振頻率一般選擇為11.0592M或12M。頻率決定單片機(jī)的速度，波形質(zhì)量決定了單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一般把兩個(gè)濾波電容接在晶振兩個(gè)引腳接，電容一般選擇15~45pf。 單片機(jī)的時(shí)鐘通常需要多種時(shí)鐘，所以時(shí)鐘振蕩器有振蕩器與分頻器組成。 Mcs-51內(nèi)部有一個(gè)可控高增益反相放大器，它是用于構(gòu)成振蕩器的。Xtal1和xtal2是該放大器的輸入端與輸出端。在片外跨接一個(gè)晶振和兩匹配的電容c1與c2，就構(gòu)成了自激振蕩器，如圖3-9。 晶體振蕩器

34、，簡稱晶振。在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)，電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振，較高的頻率是并聯(lián)諧振。由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕?，在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)，晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路，晶振等效為電感的頻率范圍很窄，所以即使其他元件的參數(shù)變化很大，這個(gè)振蕩器的頻率也不會有很大的變化。 晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率。 一般的晶

35、振振蕩電路都是在一個(gè)反相放大器（注意是放大器不是反相器）的兩端接入晶振，再有兩個(gè)電容分別接到晶振的兩端，每個(gè)電容的另一端再接到地，這兩個(gè)電容串聯(lián)的容量值就應(yīng)該等于負(fù)載電容，請注意一般IC的引腳都有等效輸入電容，這個(gè)不能忽略。一般的晶振的負(fù)載電容為15p或12.5p?，如果再考慮元件引腳的等效輸入電容，則兩個(gè)22p的電容構(gòu)成晶振的振蕩電路就是比較好的選擇。晶體振蕩器也分為無源晶振和有源晶振這兩種類型。無源晶振和有源晶振（諧振）的英文名稱不同，無源晶振為crystal（晶體），而有源晶振則叫做oscillator（振蕩器）。無源晶振需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號，自身無法振蕩起來，所以“無源晶

36、振”這個(gè)說法并不準(zhǔn)確；有源晶振是一個(gè)完整的諧振振蕩器。 圖3-9 時(shí)鐘電路 3.3.8蜂鳴器電路 NPN三極管的基極由IO口控制,P1.7高電平時(shí)三極管導(dǎo)通,蜂鳴器與電源的通路接通,蜂鳴器報(bào)警,P1.7低電平時(shí)三極管截止,蜂鳴器的通路斷開不報(bào)警。如圖3-10所示。 圖3-10 蜂鳴器電路 3.4測距原理與測距方法的選擇 3 3.1相位激光測距 由于它具有很高的準(zhǔn)確度，一般情況下能夠達(dá)到毫米級，為了能夠有效的反射信號，并且為了能使被測量的物體限制在與儀器精度相關(guān)的某一個(gè)定位點(diǎn)上，對于這種測距儀一般都會配置有一個(gè)反射信號

37、的鏡子。 如果調(diào)節(jié)與光相關(guān)的角頻率ω，在需要測定的距離D上面來回往返的相位延遲為φ，則可以算出對應(yīng)時(shí)間t ： t=φ/ω 將此關(guān)系代入（3-6）式距離D可表示為 D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ) =c/4f (N+ΔN)=U(N+) 式中： 其中： 激光信號來回φ--總相位延遲。 ω--角頻率調(diào)制信號，ω=2πF。 U--值等于四分之一波長調(diào)制單元長度 波長調(diào)制N--勘測線包含一半的數(shù)量。 Δφ--信號線和所測量的相位延遲時(shí)間產(chǎn)生較少的π部分。調(diào)制波是勘測線ΔN--波長包括小于一半的小數(shù)部分。 半ΔN=φ/ω在給定調(diào)制和

38、標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，的頻率的C /（4πf）是一個(gè)常數(shù)，然后測量到一半測量線的距離包含測量和少量的小數(shù)部分的波長測量測量N或φ，由于現(xiàn)代精密加工技術(shù)和無線電測向技術(shù)發(fā)展階段，φ是為了實(shí)現(xiàn)高的測量精度。 由于沒有一個(gè)相角φπ的可通過測量不同的方法，通常是最廣泛使用的測量延遲和相位的數(shù)字測量階段進(jìn)行，目前的近程激光測距儀用在數(shù)字測量原理，為了獲得相位φ。 3.4.2脈沖法激光測距 事實(shí)上，該原理類似于超聲波的相位法測距，從可能的最大大約幾百米，精度可達(dá)到毫米級，但根據(jù)從使用相法這一原理是有限的，不能擴(kuò)展，這種方法廣泛應(yīng)用于國外。脈沖激光一般為使用紅外激光器，包括近紅外和遠(yuǎn)紅外激光的激光，這

39、兩者分別發(fā)出可見和不可見的光點(diǎn)。在此技術(shù)基礎(chǔ)，我們所需要的激光連續(xù)性，所以測距儀要求速度慢，瘦肉，峰值輸出功率能夠高重復(fù)率的良好和廣泛的。脈沖激光測距的原理是： 現(xiàn)在講一講脈沖激光測距的原理： 首先當(dāng)確定激光測距的目標(biāo)時(shí)，就發(fā)射一束光脈沖，光脈沖經(jīng)過光學(xué)透鏡后，就有一束在透鏡內(nèi)進(jìn)入激光的反饋電路中，他記載著發(fā)射時(shí)間，在光電轉(zhuǎn)換和整流濾波后，電平信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字開始時(shí)間結(jié)束轉(zhuǎn)換芯片;另一種是由脈沖激光束的發(fā)散角透鏡壓縮的飛行漫目標(biāo)障礙物的開始遇到后，激光返回到電路的激光接收處理部，以同樣的方式，由光電轉(zhuǎn)換和信號放大級濾波器，整流所得到的時(shí)間 - 數(shù)字轉(zhuǎn)換器芯片來結(jié)束的定時(shí)的末尾，以完成測量過程

40、。 其中D是測量距離，T為測量點(diǎn)的分析，花，空氣中的速度c激光傳輸（假設(shè)你已經(jīng)設(shè)置了環(huán)境參數(shù)測量）的時(shí)間之間的往返，n是測量大氣折射率，所以容易得到：D = CT / 2N 3.4.3 激光三角法測距 在被測物體表面上方,用一束激光以一定的角度照射,激光在物體表面發(fā)生反射或散射,在另一個(gè)角度用成像系統(tǒng)對激光反射或散射光進(jìn)行匯聚成像,被測物體上激光照射所產(chǎn)生的光斑的位置變化,光反射或散射的角度也會變化,用光學(xué)系統(tǒng)對光線進(jìn)行匯聚,光斑成像在CCD或者PSD位置傳感器上,沿激光方向當(dāng)被測物體發(fā)生移動時(shí),位置傳感器上的成像光斑就會發(fā)生移動,其位移對應(yīng)物體移動距離,從而間接的實(shí)現(xiàn)激

41、光測量。由于入射和反射光構(gòu)成一個(gè)三角形,對光斑 位移的計(jì)算,幾何三角和激光器運(yùn)用其中,所以這種方法被稱為激光三角測量法。 激光三角法位移測量的原理是，發(fā)射一束激光就會形成在被測物體的體表上以某一角度聚焦，然后從另一角度反射回來，對反射激光光斑進(jìn)行成像，發(fā)射的激光照到被測物體的表面也會有不同，所以散射或者反射回來的光也會有很大的不同，使用CCD光電探測器通過檢測出光斑像的位置，就可以計(jì)算出主光線的角度，從而計(jì)算出物體表面激光照射點(diǎn)到測距儀之間的距離。 放在以前，因?yàn)榧夹g(shù)原因，成本高和體積大等方面的因素，它的應(yīng)用沒能夠普及開來。隨著時(shí)代的發(fā)展，近年來電子技術(shù)在不斷的發(fā)展，尤其是半導(dǎo)體激光器和C

42、CD等光電圖像探測電子芯片的發(fā)展，激光三角的測距儀在性能不斷改善，體積也越來越小了，成本也下降了，也能從實(shí)驗(yàn)室中走出來了，從研究到實(shí)際。 用在測量傳感器和被測目標(biāo)之間直線距離的激光三角測距儀器已經(jīng)出現(xiàn)了10多年了，隨著一些數(shù)字電子原器件和擁有大功率數(shù)字信號處理器的聯(lián)合使用讓激光能夠?qū)τ谀繕?biāo)的顏色和背景噪音變得不是十分的敏感，使得激光三角的測量技術(shù)得到了長足的發(fā)展。 在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一大批視覺相機(jī)，它是用來檢測標(biāo)簽方向，探測一些物品的表面是否有一些缺陷，近年來則用來做更加復(fù)雜的事，比如孔徑、溝槽間隙或者是機(jī)加工（成形）零部件上的通道等。 臺階高度測量 激光三角測量可以用在很

43、多方面，像在于臺階的高度，確定被擠壓的物品的形狀和機(jī)器人的定位和控制，可以提供很好的分辨率。但是使用這種測量方法也有局限，原因是因?yàn)閭鞲衅鞯某叽绶浅５男?，測距距離很小，就意味著需要很多傳感器，因此讓這種方法貴又復(fù)雜。 將激光三角傳感器和一種控制器相連接起來，就能夠在直線上獲得有用的二維數(shù)據(jù)。但是這種方式能夠產(chǎn)生直線而不是一個(gè)點(diǎn)，而這種控制器應(yīng)該能夠輸出橫跨直線的距離數(shù)值。不過這種系統(tǒng)的局限在于過于巨大，而且傳感器有移動部件，就會出現(xiàn)應(yīng)震動和沖擊而損壞。 在線測量對于三角激光測量來說是一個(gè)很重要的應(yīng)用領(lǐng)域，它可以完成許許多多非接觸式測量，這是接觸式測量不能完成的任務(wù)。一般的光學(xué)測量在大地測繪

44、和建筑工程中有非常多應(yīng)用，其中的測量距離的方法基礎(chǔ)原理是三角幾何學(xué)。 在90年代左右，人們認(rèn)識到可以將激光和三角測量原理相結(jié)合起來，也就形成了今天的激光三角測距器。它有很多優(yōu)點(diǎn)，精度很高不會受到被測量物體性質(zhì)的影響，比如材料、質(zhì)地、形狀、反射率。從白色到黑色，從塑料，金屬到陶瓷。 3.4.4激光的選擇 激光測距儀一般分為紅光與紅外激光，紅外看不到。我們這里選擇紅外，下面為紅外線的介紹和他的一些優(yōu)點(diǎn)。 在最近的二十年來，紅外輻射技術(shù)已經(jīng)快速發(fā)展成了一門新興技術(shù)科學(xué)。他被廣泛的應(yīng)用在很多重要的領(lǐng)域如醫(yī)療，軍事，生產(chǎn)，科研。紅外線的輻射也能夠作為發(fā)展測量技術(shù)，空間科學(xué)技術(shù)和遙感技

45、術(shù)的手段。 紅外線作為電磁波的一種，它的波長有一定的范圍，為0.6到1000μm。一般情況下，我們將紅外線分成兩部分；波長小于5.6的，離紅色比較近的為近紅外線；波長大于5.6的，我們將它稱為是遠(yuǎn)紅外線；將它們區(qū)分為遠(yuǎn)近紅外線是相對的，也有的人將它們區(qū)分為近紅外，中紅外，遠(yuǎn)紅外。波長2以下為近紅外；波長為2到25為中紅外，大于25為遠(yuǎn)紅外。 世界上的紅外線的產(chǎn)生跟溫度是有很大的關(guān)系。自然界中所有的物體，只要溫度大于絕對零度，都會輻射出紅外線。它輻射的能量大小和發(fā)出的波長是有這個(gè)物體表面的溫度決定的。根據(jù)黑體輻射，我們可以得到。物體表面浮射出的能量和溫度的四次方成正比；物體溫度越低，它的波長

46、越長，隨著物體表面的溫度上升，它發(fā)出的波長也就越短，就是隨溫度升高，波長向近紅外移動。 ??發(fā)射出的紅外線一旦被物體吸收，紅外輻射出的能量就可以轉(zhuǎn)化為熱能，它能夠加快物體的溫度上升。當(dāng)紅外線發(fā)生器發(fā)出的紅外光照到某件物體表面的時(shí)候，它發(fā)射出的頻率和物體分子運(yùn)動的頻率相同時(shí)，就會產(chǎn)生該物體分子的強(qiáng)烈振動，就會使該物體產(chǎn)生劇烈摩擦，溫度就會上升。所以常常說紅外線為熱輻射線或者叫溫度射線。可以根據(jù)這種射線的性質(zhì)，利用紅外輻射涂層的時(shí)候，能夠照射這種涂層加快干燥。當(dāng)發(fā)射一束紅外激光時(shí)，能夠有一部分被涂層吸收，轉(zhuǎn)化為熱能從涂層下方加熱涂層。由于這一種涂層的自發(fā)熱效應(yīng)，能夠加快有效地加熱涂層。而且這種加

47、熱自內(nèi)向外，自上而下，干燥過程與預(yù)熱干燥相似，所以效果很好。 紅外線不易散射，它具有很強(qiáng)的穿透能力 ，它能夠穿過云霧等懸浮物，而且還具有抗干擾能力，對于環(huán)境影響較小，也不會干擾鄰近的無線設(shè)備，因此能夠得到很廣泛的使用。 現(xiàn)在，有一些紅外的發(fā)射器件和一些接收器件都能夠發(fā)出和接受是波長在一定范圍內(nèi)的光，正好它們的波長能夠匹配。紅外它具有許許多多的特點(diǎn)，可以被吸收，反射，折射，散射和干涉。黑體是能夠?qū)⑺泄馕盏模òt外輻射），還有能夠?qū)⑺械墓夥瓷涞臑殓R體，另外還有將所有光透射的透明體。嚴(yán)格來說，大自然中是不存在這三種物質(zhì)的，只有部分反射，部分吸收的灰體。 紅外的優(yōu)點(diǎn)： 1. 采用紅外

48、激光的發(fā)光二級管，結(jié)構(gòu)很簡單，體積小，成本較低 2. 對紅外的調(diào)制很簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)編碼發(fā)射 3. 紅外線不會通過阻礙物 4. 具有低耗能，反應(yīng)快的特點(diǎn) 5. 具有極強(qiáng)的在干擾環(huán)境下工作的能力 6. 不會對環(huán)境造成污染，基本上對于人畜無害 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 系統(tǒng)軟件流程圖 按工作原理與硬件結(jié)構(gòu)分析可知系統(tǒng)主程序工作流程圖（如圖4-1）。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中。當(dāng)紅外系統(tǒng)被啟動后，首先，對STC12C2單片機(jī)進(jìn)行初始化。然后，當(dāng)STC89C2單片機(jī)接收到紅外接收電路傳輸?shù)碾妷盒盘柡螅?jīng)A/D轉(zhuǎn)換程序，將片外的模擬信號轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識別的數(shù)字信號，并經(jīng)電壓和距離轉(zhuǎn)

49、換子程序，將變化的電壓轉(zhuǎn)換為距離。最后，在動態(tài)掃描LCD顯示器上顯示出來。主程序流程圖上圖所示。 圖4-1 軟件流程圖 4.2 部分代碼 LCD部分 寫入八位比特?cái)?shù)據(jù) void writeByte(unsigned char wByte, unsigned char datOrCmd) { unsigned char i; CS = 0; //使能 DC = datOrCmd; //1-數(shù)據(jù) //0-指令 for(i = 8; i; i--) //8位數(shù)據(jù), 先高后低

50、 { if(wByte & 0x80) { DIN = 1; } else { DIN = 0; } CLK = 0; wByte <<= 1; //移位(延時(shí)) CLK = 1; //上升沿寫入 } CS = 1; //禁止 } 清屏 void clear()//清屏 {

51、 unsigned int i; writeCmd(0x80); writeCmd(0x40); for(i = 504; i; i--){ writeDat(0x00);//將所有RAM寫0 } } 設(shè)置寫數(shù)據(jù)位置 //x: 0 - 83 //y: 0 - 5 void moveTo(unsigned char x, unsigned char y)//設(shè)置寫數(shù)據(jù)位置 { writeCmd(x|0x80); writeCmd(y|0x4

52、0); } 設(shè)置寫入字符 //x:0~9 //y:0~2 void writeChar(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char c) //寫一個(gè)字符 { unsigned char i, j; c -= 32; x <<= 3; y <<= 1; for(j = 0; j < 2; j++) { moveTo(x, (y + j)); for(i

53、= 0; i < 8; i++) writeDat(font[c][8 * j + i]); } } 設(shè)置寫入字符串 //x:0~9 //y:0~2 void writeString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str)//寫一個(gè)字符串 { while(*str && x < 10) { writeChar(x++, y, *str); str++; }

54、 } 設(shè)置全局 void LCDInit(void) { RST = 0; RST = 1;//硬件復(fù)位 writeCmd(0x21); //工作模式, 水平尋址, 擴(kuò)展指令 writeCmd(0x07); //VLCD溫度系數(shù),設(shè)置0x04~0x07,越小越黑 writeCmd(0x13); //設(shè)置偏置系統(tǒng)(BSx) 1:48,設(shè)置為0x10~0x17 writeCmd(128+65); //設(shè)置電壓VLCD = 3.06 + 0.06*

55、Vop, 對比度調(diào)整,設(shè)置為0x80~0xff;128+(0~127) writeCmd(0x20); //工作模式, 水平尋址, 常規(guī)指令 writeCmd(0x0c); //普通模式 writeCmd(0x80); //起始頁地址0 writeCmd(0x40); //起始列地址0 clear(); //清全屏 } 主函數(shù) 設(shè)置顯示屏，以及蜂鳴器和距離調(diào)節(jié)函數(shù) void main() { L

56、CDInit(); writeString(0,0,"NOW: cm"); writeString(0,1,"SET: cm"); writeString(0,2,"B S:"); while(1) { Buzz=1; if(key1==0) { delay(10); if(key1==0); { Set++; if(Set>=20) { Set=20; } while(!key1); } } if(

57、key2==0) { delay(10); if(key2==0) { Set--; if(Set<=3) { Set=3; } while(!key2); } } if(key3==0) { delay(10); if(key3==0) { flag=~flag; Buzz=0; while(!key3); } } 寫入測距函數(shù) Distance_shi=Distance/10; D

58、istance_ge=Distance%10; writeChar(4,0,Distance_shi+48); writeChar(5,0,Distance_ge+48); Set_shi=Set/10; Set_ge=Set%10; writeChar(4,1,Set_shi+48); writeChar(5,1,Set_ge+48); if(flag==0) { writeString(5,2,"O N"); } else { writeString(5,2,"OFF"); } } }

59、 void delay(uint z) { uint x,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--); } 第五章 實(shí)物制作與調(diào)試說明 5.1 材料的選擇 這一次的做畢業(yè)設(shè)計(jì)，選擇的材料需要體積小，價(jià)格要便宜而且要合適，所以這一次選擇的版就用單面板。我們采用單面板來完成這次的制作，使用能使點(diǎn)了簡化的元器件。 5.2 電路板PCB的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的PCB是用Altium Designer完成的制作的，系統(tǒng)功能區(qū)塊圖將系統(tǒng)分割成幾個(gè)PCB，正式布線前考慮到板的大小，決定使用封裝方法和各PCB的

60、大小，因?yàn)榧夹g(shù)和條件有限，所以我們只能做單面板，跳線比較多，也要考慮成本和干擾的問題，制作起來有一定的難度，制作時(shí)間也比較長。布置元件，這項(xiàng)工作是電路板設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)的工作，也是件麻煩的事。 5.3 印刷電路板的制作 繪制好PCB后需要將其打印出來，然后再用熱轉(zhuǎn)印法將繪制好的PCB轉(zhuǎn)印到銅板上，再把轉(zhuǎn)印好的板子放到含有三氯化鐵的腐蝕液，腐蝕完后用清水沖洗干凈。將腐蝕好的銅板進(jìn)行鉆孔，打好孔后用細(xì)砂紙?jiān)诜筱~面擦至光亮，最后刷上助焊劑和無水酒精。按照印制板的絲印層的元件圖標(biāo)來安裝元器件，依據(jù)底層的走線方式，以免安裝元件出錯(cuò)，本電路有多處是貼片，所以焊接起來有一定的難度。為了避免出現(xiàn)插

61、錯(cuò)元器件或者虛焊漏焊現(xiàn)象，我們又是經(jīng)過多次的仔細(xì)對照與檢查，最后終于圓滿完成了任務(wù)。 5.4 單片機(jī)測試 在所有元器件都焊接好后，將編譯調(diào)試通過的源程序燒錄到STC12C5A60S2集成芯片中，使用電壓表測試電源是否正常，這一次使用的電源是5V的電源，還要檢查復(fù)位的引腳的是否正常。調(diào)試系統(tǒng)時(shí)要很有耐性，靜下心來一點(diǎn)點(diǎn)的測，一定不能著急。 5.5 電路調(diào)試 硬件調(diào)試：先按照電路圖進(jìn)行檢查，看是否有問題。在檢查元件焊接是否有問題，如漏焊元器件或者元器件虛焊的現(xiàn)象，我們在焊接完后沒有檢查，而導(dǎo)致在第一次試調(diào)是不能實(shí)現(xiàn)功能，在再三檢查后才發(fā)現(xiàn)是有兩個(gè)鍵位器的位置換轉(zhuǎn)了而導(dǎo)致無法實(shí)

62、現(xiàn)功能。檢查完畢后就利用萬用表來進(jìn)行一些必要的基本的測量，測量元件是否有問題，測量那些連線和接點(diǎn)，看看它們的通斷狀態(tài)，是否我們設(shè)計(jì)時(shí)的要求符合。最后接上電去進(jìn)行測試。 軟件測試：把編寫好的程序用學(xué)習(xí)板燒寫進(jìn)STC12C5A60S2單片機(jī)內(nèi)，按復(fù)位鍵進(jìn)行調(diào)試，如有問題就再進(jìn)行檢查。反復(fù)進(jìn)行測試，改正，盡量減少誤差。 總體測試：我們反復(fù)進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)測到的距離都是一個(gè)值之間，按復(fù)位鍵后再測試遠(yuǎn)的地方，發(fā)現(xiàn)測試到的數(shù)據(jù)波動性比較大，誤差很大，測到的數(shù)據(jù)有隨時(shí)變化，經(jīng)過多次的測試后，我們決定重新檢查電路。后來發(fā)現(xiàn)原來是學(xué)習(xí)板上供紅外模塊的電量不足；需要直接的5V電源。再檢查幾遍發(fā)現(xiàn)沒問題就

63、再次上電，終于測出了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，功能實(shí)現(xiàn)。 5.6 紅外激光測距的調(diào)試 硬件電路調(diào)試好后，將程序通過學(xué)習(xí)板編譯下載到單片機(jī)中。根據(jù)傳感器的特性，測距的距離在20cm～150cm，誤差會小于2厘米。系統(tǒng)經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，讓誤差能夠減小到可接受的范圍。誤差所涉及的范圍比較廣，這里就不做說明了。 第6章 總結(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)作為我大學(xué)生活的最后一次課程實(shí)習(xí)，我要把在學(xué)校所學(xué)到的知識用在這一畢業(yè)設(shè)計(jì)中。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我了解到僅僅在學(xué)校的知識是不能夠完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的,還要將理論和實(shí)踐相結(jié)合起來，能夠從理論中得出結(jié)論，才可能讓自己擁有獨(dú)立思考和實(shí)際動手的能力

64、。因?yàn)樽约哼€很不成熟，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況下，遇到了許許多多的問題。由于時(shí)間的限定和自己的水平有限,紅外激光測距還有很多不足之處，比如測量的準(zhǔn)確性還不是很高，有時(shí)會受到外界的光的影響，無法達(dá)到設(shè)計(jì)的目標(biāo)。在這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也不是沒有收獲,讓我能夠把以前學(xué)過的知識溫習(xí)了一遍，把原來一些還沒有弄清楚的地方弄清楚了，豐富了大腦的儲備，同時(shí)能夠在圖書館和網(wǎng)上查資料的的時(shí)候拓展一下自己的知識面，能夠充分發(fā)揮自主學(xué)習(xí)的優(yōu)勢，讓我能夠不僅學(xué)到知識，還可以提高實(shí)際操作能力。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們作為學(xué)生的最后一次作業(yè)，它是一個(gè)總結(jié)，也是一個(gè)開始，它作為我學(xué)習(xí)生涯的匯總，也是我在不久的將來工作的一

65、個(gè)起點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)一個(gè)人能夠在將來工作時(shí)有獨(dú)立分析和獨(dú)立解決問題的能力；另外從學(xué)校的教育者的角度來看，指導(dǎo)學(xué)生也是教師的最后一次教學(xué)。從畢業(yè)設(shè)計(jì)來看，以前學(xué)到的知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，這就需要我們一邊學(xué)習(xí)一邊做設(shè)計(jì)，這也讓我感受到書本上的知識太理論了，面對一個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)就很茫然。自己要學(xué)習(xí)的東西還有很多，以前自認(rèn)為什么多行，只要自己想學(xué)，自己想做，就可以完成，有點(diǎn)眼高手低，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才知道原來不是那么簡單，知識有些要從頭學(xué)起，還要進(jìn)行深入的思考，和實(shí)踐相結(jié)合起來慢慢地才能弄懂，是一個(gè)長期積累的過程。所以我了解到在以后的工作生活中，不能眼高手低，要腳踏實(shí)地，要做到活到老學(xué)到老。 總之，在這一次的畢設(shè)中，一開始就有很多困難，真是俗話說得好萬事開頭難，不知如何入手。后來經(jīng)過查資料和詢問同學(xué)和老師，定了一個(gè)方向，然后慢慢開始做，做種做完后真是如釋重負(fù)。此外，我還在工科上得出一個(gè)結(jié)論，就是只有通過實(shí)際應(yīng)用才能夠體現(xiàn)理論的價(jià)值。在學(xué)校里我以為學(xué)了很多知識，但在實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)是另外一回事，所以只有你能運(yùn)用這些知識時(shí)才算真正學(xué)會。