紅外測(cè)距課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、課程設(shè)計(jì)主題紅外測(cè)距考試題目設(shè)計(jì) 50 分通常的分?jǐn)?shù)是20分防守30分分?jǐn)?shù)總得分評(píng)估等級(jí)老師簽名概括現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了許多新的領(lǐng)域，激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距、紅外測(cè)距相繼出現(xiàn)。為實(shí)現(xiàn)物體的近距離、高精度無(wú)線測(cè)量，采用紅外發(fā)射接收模塊作為距離傳感器，單片機(jī)作為處理器編寫A/D轉(zhuǎn)換和顯示程序，并完成了一套推式紅外測(cè)距系統(tǒng)。測(cè)量距離可實(shí)時(shí)顯示，精度高。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，體積小，測(cè)量精度高，使用方便。關(guān)鍵詞：紅外測(cè)距； A/D轉(zhuǎn)換；實(shí)時(shí)顯示；目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc372744583 一、概述 PAGEREF _Toc372744583

2、h 3 HYPERLINK l _Toc372744584 1.意義： PAGEREF _Toc372744584 h 3 HYPERLINK l _Toc372744585 2.小組作業(yè)： PAGEREF _Toc372744585 h 3人 HYPERLINK l _Toc372744586 三、系統(tǒng)主要功能 PAGEREF _Toc372744586 h 3 HYPERLINK l _Toc372744587 2. 硬件電路設(shè)計(jì)與說(shuō)明 PAGEREF _Toc372744587 h 3 HYPERLINK l _Toc372744588 一、方案及設(shè)計(jì)思路： PAGEREF _Toc37

3、2744588 h 3 HYPERLINK l _Toc372744589 2.電路原理圖 PAGEREF _Toc372744589 h 5 HYPERLINK l _Toc372744590 3.芯片數(shù)據(jù)： PAGEREF _Toc372744590 h 6 HYPERLINK l _Toc372744591 4.組件清單： PAGEREF _Toc372744591 h 8 HYPERLINK l _Toc372744592 3. 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程和描述 PAGEREF _Toc372744592 h 9 HYPERLINK l _Toc372744593 1.模塊層次圖 PAGEREF _

4、Toc372744593 h 9 HYPERLINK l _Toc372744594 2.程序流程圖 PAGEREF _Toc372744594 h 11 HYPERLINK l _Toc372744595 3.源代碼 PAGEREF _Toc372744595 h 11 HYPERLINK l _Toc372744596 1602顯示模塊程序： PAGEREF _Toc372744596 h 11 HYPERLINK l _Toc372744597 紅外測(cè)距模塊程序： PAGEREF _Toc372744597 h 13 HYPERLINK l _Toc372744598 四。測(cè)試 PAGE

5、REF _Toc372744598 h 17 HYPERLINK l _Toc372744599 五?？偨Y(jié) PAGEREF _Toc372744599 h 1 7 HYPERLINK l _Toc372744600 1.小組總結(jié) PAGEREF _Toc372744600 h 17 HYPERLINK l _Toc372744601 2.個(gè)人總結(jié) PAGEREF _Toc372744601 h 18 HYPERLINK l _Toc372744602 參考文獻(xiàn)： PAGEREF _Toc372744602 h 18一、概述一、含義：距離是一個(gè)很微妙的東西，所以人們會(huì)用具體的數(shù)值來(lái)表達(dá)。于是就有

6、了人工測(cè)量，而在當(dāng)今社會(huì)，人們已經(jīng)順應(yīng)了高科技，有激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距和紅外測(cè)距。我們做的題目是紅外測(cè)距，這個(gè)題目不是給別人做的，是給我們自己做的，做一個(gè)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確、近距離的測(cè)距儀，也是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的考驗(yàn)。方法更多的是對(duì)單片機(jī)、AD轉(zhuǎn)換和紅外收發(fā)模塊有更系統(tǒng)的了解。2.小組工作分配：三、系統(tǒng)主要功能實(shí)時(shí)測(cè)量紅外收發(fā)器與障礙物的距離。2. 硬件電路設(shè)計(jì)與說(shuō)明一、方案及設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)要求：紅外測(cè)距A、紅外發(fā)射管用于致信號(hào)，信號(hào)被障礙物反射，紅外接收管接收反射信號(hào)。B、紅外收發(fā)管與障礙物的距離由單片機(jī)實(shí)時(shí)顯示方案一、時(shí)間差測(cè)距法：該方案是將紅外發(fā)射管發(fā)出的信號(hào)與接收管接收到的信號(hào)的時(shí)

7、間差寫入單片機(jī)，用算法計(jì)算距離單片機(jī)。示意圖如圖 X-1 所示。方案二、反射能量法：該方案是用紅外發(fā)射管發(fā)射信號(hào)，再用紅外接收管接收信號(hào)，將接收到的信號(hào)強(qiáng)度經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，輸入單片機(jī)顯示，并記錄對(duì)應(yīng)的距離。完成一段測(cè)量后，將記錄的數(shù)據(jù)寫入單片機(jī)，即可進(jìn)行距離測(cè)量。示意圖如圖 X-2 所示。AT89S52紅外模塊時(shí)間差距離S=c*t顯示距離圖 X-1時(shí)差測(cè)距法顯示距離AT89S52紅外模塊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖 X-2反射能量法方案對(duì)比：通過(guò)以上兩種方案的分析，可以看出方案1的誤差非常大。由于紅外裝置測(cè)得的距離比較近，而且光速很快，反饋給單片機(jī)的時(shí)間很短，單片機(jī)很難準(zhǔn)確處理。 ，而且一般光速不是很準(zhǔn)確，所以誤

8、差很大。第二種方案是先將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)，這樣測(cè)量的誤差會(huì)比較小。2.電路原理圖仿真電路圖結(jié)構(gòu)圖AD轉(zhuǎn)換模塊由于單片機(jī)不能直接處理紅外接收管接收到的電壓信號(hào)，所以先將信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)，從而完成所需的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。紅外收發(fā)模塊紅外發(fā)射管用于致信號(hào)，信號(hào)通過(guò)障礙物反射，紅外接收管接收反射信號(hào)，然后根據(jù)信號(hào)的強(qiáng)弱在顯示模塊上顯示相應(yīng)的電壓值，并記錄此時(shí)的距離。然后對(duì)程序進(jìn)行整改，使用紅外收發(fā)模塊測(cè)距，紅外接收管接收到的信號(hào)強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的距離值就可以顯示在顯示模塊上。3.芯片資料：TLC2543管腳圖TLC2543 是 TI 的 12 位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用開關(guān)電容逐次逼近技術(shù)

9、完成 A/D 轉(zhuǎn)換過(guò)程。由于是串行輸入結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省51系列單片機(jī)的I/O資源；價(jià)格適中，分辨率高，在儀器儀表中應(yīng)用廣泛。2TLC2543的特點(diǎn)：(1) 12位分辨率A/D轉(zhuǎn)換器；(2) 工作溫度下10s的轉(zhuǎn)換時(shí)間；(3) 11個(gè)模擬輸入通道；(4) 3路自檢模式；(5) 采樣率為66kbps；(6) 線性誤差1LSBmax；(7)有轉(zhuǎn)換輸出EOC結(jié)束；(8) 具有單極和雙極輸出；(9) 可編程 MSB 或 LSB 前導(dǎo)碼；(10) 可編程輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。TLC2543引腳說(shuō)明：AT89S52引腳圖4. 組件清單：序列號(hào)產(chǎn)品名稱數(shù)量）參考價(jià)（元）1AT89S52單片機(jī)13.752tlc25431

10、6340P座11420P座10.555TCRT50001161602顯示器18712m晶振10.3586針自鎖按鈕10.59按鈕10.110引領(lǐng)10.1111k排除10.212104防滑10.41310k電阻10.1141k電阻40.415200歐姆電阻10.116150歐姆電阻10.117104pf電容20.11822uf電容10.11930pf電容20.120別針一些1二十一單排座椅10.1二十二金屬絲一些123單面板14全部的293. 軟件設(shè)計(jì)過(guò)程及說(shuō)明1. 模塊層次圖主程序紅外模塊AD模塊實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示模塊簡(jiǎn)要說(shuō)明：先將AD采集程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄固定距離采集到的信號(hào)強(qiáng)度，然后

11、在程序中加入相應(yīng)的數(shù)據(jù)，最后通過(guò)紅外模塊進(jìn)行測(cè)量，相應(yīng)的數(shù)據(jù)即可被顯示。距離值，主程序是整個(gè)程序的基礎(chǔ)和核心。2.程序流程圖開始數(shù)據(jù)初始化AD采集顯示電壓值電壓值對(duì)應(yīng)距離顯示距離3.源代碼1602顯示模塊方案：#include#includesbit lcdrs=P25;sbit lcdrw=P26;sbit lcden=P27;無(wú)效延遲（單位 z）單位 x,y;對(duì)于(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);無(wú)效寫_（uchar）lcdrs=0；lcden=0；P0=;延遲（5）；lcden=1；延遲（5）；lcden=0；無(wú)效 write_data（uchar 日期）液晶顯示器

12、=1；lcden=0；P0=日期；延遲（5）；lcden=1；延遲（5）；lcden=0；無(wú)效初始化（）lcdrw=0；lcden=0；寫_（0 x38）；寫_（0 x0c）；寫_（0 x06）；寫_（0 x01）；寫_（0 x80）；紅外測(cè)距模塊方案：#include#include#define uchar 無(wú)符號(hào)字符#define uint 無(wú)符號(hào)整數(shù)位時(shí)鐘=P14；位 cs=P15;位 din=P16;位dout=P17；sbit 位 7=B7； /數(shù)據(jù)的最高位uchar count,conword;/控制字的高四位確定通道端口位cy;void write_sfm(uchar add,

13、 uint date)uint bai,shi,ge;ge=日期%10；時(shí)=日期%100/10；白=日期%1000/100;write_(0 x80+add);write_data(0 x30+bai);write_data(0 x30+shi);write_data(0 x30+ge);write_data(m);write_data(m);void write_sfm1(uchar add,uint date)uint qian,bai,shi,ge;ge=日期%10；時(shí)=日期%100/10；白=日期%1000/100;錢=日期/1000；write_(0 x80+0 x40+add);w

14、rite_data(0 x30+錢);write_(0 x80+0 x40+0 x08);寫入數(shù)據(jù)（0 x2e）；write_data(0 x30+bai);write_data(0 x30+shi);write_data(0 x30+ge);uint readad(uchar conword)字符我;單位廣告價(jià)值=0；uchar 值=0；conword=conword0;i-)cy=dout； /dout的高位傳給cydin=bit7;/控制字的高位先致時(shí)鐘=1； /控制字在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿致B=B1; /控制字的第二個(gè)高位放入高位時(shí)鐘=0；價(jià)值=價(jià)值1; if(cy=1) value+;/

15、value是dout的高八位廣告價(jià)值=價(jià)值；廣告價(jià)值=廣告價(jià)值0;i-) /dout 將高四位的值賦給 valuecy=dout；價(jià)值=價(jià)值0&ad=55&ad=70&ad=80&ad=100&廣告=120&廣告=150&廣告=185&ad=230&廣告=320&ad=420&ad=590&ad=660）l=0；write_sfm(7,l);write_sfm1(7,ad);四。測(cè)試測(cè)試方法：先編寫電壓采集程序，接上電源，校準(zhǔn)距離對(duì)應(yīng)的電壓值。然后將標(biāo)定值和對(duì)應(yīng)的距離寫入程序，接上電源測(cè)量距離。測(cè)試設(shè)備：尺子、直流穩(wěn)壓電源、擋板。排序數(shù)據(jù)：校準(zhǔn)電壓值實(shí)際距離顯示距離55-70mv35-40mm40mm70-80mv30-35mm35mm80-100mv27-30mm30mm100-120mv25-27mm27毫米120-150mv22-25mm25mm150-185mv20-22mm22mm185-230m