社區(qū)團(tuán)購(gòu)app,佛山優(yōu)化企業(yè)網(wǎng)站排名平臺(tái),微信到wordpress,網(wǎng)站開(kāi)發(fā)主要技術(shù)摘 要 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展#xff0c;進(jìn)入了許多新領(lǐng)域#xff0c;而在測(cè)距方面先后出現(xiàn)了激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距及紅外線測(cè)距。 為了實(shí)現(xiàn)物體近距離、高精度的無(wú)線測(cè)量#xff0c;本文采用紅外發(fā)射接收模塊GP2D12作為距離傳感器#xff0c;單片機(jī)作為處理器進(jìn)入了許多新領(lǐng)域而在測(cè)距方面先后出現(xiàn)了激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距及紅外線測(cè)距。為了實(shí)現(xiàn)物體近距離、高精度的無(wú)線測(cè)量本文采用紅外發(fā)射接收模塊GP2D12作為距離傳感器單片機(jī)作為處理器編寫(xiě)A/D轉(zhuǎn)換、顯示以及與PC機(jī)的通信程序開(kāi)發(fā)了一套便攜式的紅外距離測(cè)量系統(tǒng)系統(tǒng)可以高精度的實(shí)時(shí)測(cè)量距離并且將所得距離量通過(guò)數(shù)碼管直接顯示出來(lái)。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、測(cè)量精度高、方便使用另外本系統(tǒng)形成了一套完善的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)可以進(jìn)行擴(kuò)展、移植和做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)。關(guān)鍵詞紅外測(cè)距STC52單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換第三章、紅外測(cè)距的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)框圖3.1 紅外測(cè)距的過(guò)程紅外發(fā)射器按照一定的角度發(fā)射紅外光束當(dāng)遇到物體以后光束會(huì)反射回來(lái)如圖1所示。反射回來(lái)的紅外光線被CCD檢測(cè)器檢測(cè)到以后會(huì)獲得一個(gè)偏移值L利用三角關(guān)系在知道了發(fā)射角度a偏移距L中心矩X以及濾鏡的焦距f以后傳感器到物體的距離D就可以通過(guò)幾何關(guān)系計(jì)算出來(lái)了。圖3-1紅外測(cè)距原理圖可以看到當(dāng)D的距離足夠近的時(shí)候L值會(huì)相當(dāng)大超過(guò)CCD的探測(cè)范圍這時(shí)雖然物體很近但是傳感器反而看不到了。當(dāng)物體距離D很大時(shí)L值就會(huì)很小。這時(shí)CCD檢測(cè)器能否分辨得出這個(gè)很小的L值成為關(guān)鍵也就是說(shuō)CCD的分辨率決定能不能獲得足夠精確的L值。要檢測(cè)越是遠(yuǎn)的物體CCD的分辨率要求就越高。非線性輸出Sharp GS2XX系列的傳感器的輸出是非線性的。每個(gè)型號(hào)的輸出曲線都不同。所以在實(shí)際使用前最好能對(duì)所使用的傳感器進(jìn)行一下校正。對(duì)每個(gè)型號(hào)的傳感器創(chuàng)建一張曲線圖以便在實(shí)際使用中獲得真實(shí)有效的測(cè)量數(shù)據(jù)。從上圖中可以看到當(dāng)被探測(cè)物體的距離小于10cm的時(shí)候輸出電壓急劇下降也就是說(shuō)從電壓讀數(shù)來(lái)看物體的距離應(yīng)該是越來(lái)越遠(yuǎn)了。但是實(shí)際上并不是這樣的想象一下你的機(jī)器人本來(lái)正在慢慢的靠近障礙物突然發(fā)現(xiàn)障礙物消失了一般來(lái)說(shuō)你的控制程序會(huì)讓你的機(jī)器人以全速移動(dòng)結(jié)果就是砰的一聲。當(dāng)然了解決這個(gè)方法也不是沒(méi)有這里有個(gè)小技巧。只需要改變一下傳感器的安裝位置使它到機(jī)器人的外圍的距離大于最小探測(cè)距離就可以了。3.2 紅外測(cè)距系統(tǒng)框圖本設(shè)計(jì)主要由五部分組成紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、單片機(jī)電路、譯碼顯示電路。其工作過(guò)程如圖所示第四章、紅外測(cè)距硬件電路設(shè)計(jì)4.1單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊4.1.1STC89C52單片機(jī)STC89C52單片機(jī)是由宏晶科技公司生產(chǎn)的與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出管腳相兼容的單片機(jī)。STC89C52單片機(jī)簡(jiǎn)介1中央處理器CPU中央處理器是單片機(jī)的核心,完成運(yùn)算和控制功能。89C52的CPU能處理8位二進(jìn)制數(shù)或代碼。2內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)部RAM89C52芯片中共有256個(gè)RAM單元但其中后128單元被專(zhuān)用寄存器占用能作為寄存器供用戶(hù)使用的只是前128單元用于存放可讀寫(xiě)的數(shù)據(jù)。因此通常所說(shuō)的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器就是指前128單元簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部RAM。3內(nèi)部程序存儲(chǔ)器內(nèi)部ROM89C52共有4KB掩膜ROM用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格因此稱(chēng)之為程序存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)部ROM。4定時(shí)/計(jì)數(shù)器89C52共有兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。5并行I/O口89C52共有4個(gè)8位的I/O口P0、P1、P2、P3以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。6串行口89C52單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行口以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備之間的串行數(shù)據(jù)傳送。該串行口功能較強(qiáng)既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用也可作為同步移位器使用。7中斷控制系統(tǒng)89C52單片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)以滿(mǎn)足控制應(yīng)用的需要。8052共有6個(gè)中斷源即外中斷兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)中斷兩個(gè)串行中斷兩個(gè)。全部中斷分為高級(jí)和低級(jí)共兩個(gè)優(yōu)先級(jí)別。(8) 時(shí)鐘電路89C52芯片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為6 MHz和12 MHz。9、振蕩電路89C52中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器.時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后才成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。請(qǐng)讀者特別注意時(shí)鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系否則會(huì)造成概念上的錯(cuò)誤。一般地電容C1和C2取30pF左右晶體的振蕩頻率范圍是1.212MHz。晶體振蕩頻率高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高單片機(jī)運(yùn)行速度也就快。89C52在通常應(yīng)用情況下使用振蕩頻率為6MHz或12MHz。圖4—1 89C52芯片及管腳圖4.3電源電路電源適配器Power adapter是小型便攜式電子設(shè)備及電子電器的供電電源變換設(shè)備一般由外殼、電源變壓器和整流電路組成按其輸出類(lèi)型可分為交流輸出型和直流輸出型按連接方式可分為插墻式和桌面式。廣泛配套于電話子母機(jī)、游戲機(jī)、語(yǔ)言復(fù)讀機(jī)、隨身聽(tīng)、筆記本電腦、蜂窩電話等設(shè)備中。圖4-12適配電源輸出電壓5V直流輸入電壓100~240V交流輸出電流最大2A輸出電壓精度±5%空載輸入范圍寬電壓精度高電源極性?xún)?nèi)正外負(fù)內(nèi)㈩外㈠輸出插頭樣式5.5*2.1mm4.4.2數(shù)碼管數(shù)碼管是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件其基本單元是發(fā)光二極管。數(shù)碼管按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管還有一種“米”字型的數(shù)碼管其段數(shù)更多八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè)發(fā)光二極管單元多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示其基本原理是將所有LED的一端正極、負(fù)極均可連在一起作為一個(gè)公共端然后通過(guò)分別控制這組LED的另一個(gè)端口來(lái)使部分LED點(diǎn)亮從而達(dá)到顯示一定字形的目的。數(shù)碼管的分類(lèi)按能顯示多少個(gè)“8”可分為1位、2位、4位等等數(shù)碼管按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽(yáng)極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陽(yáng)數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到5V當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時(shí)相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時(shí)相應(yīng)字段就不亮。。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極COM接到地線GND上當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。當(dāng)某一字段的陽(yáng)極為低電平時(shí)相應(yīng)字段就不亮。我們?cè)趯?shí)際使用中一定要搞清楚數(shù)碼管是共陰極的還是共陽(yáng)極的。圖4-14共陰極數(shù)碼管及管腳圖第五章軟件模塊設(shè)計(jì)5.1程序設(shè)計(jì)步驟在系統(tǒng)硬件已經(jīng)確定的情況下程序設(shè)計(jì)為:① 分析問(wèn)題熟悉和明確問(wèn)題的要求、已知條件及對(duì)運(yùn)算控制的要求準(zhǔn)確地規(guī)定程序?qū)⒁瓿傻娜蝿?wù)。② 確定算法根據(jù)設(shè)計(jì)問(wèn)題的要求和指令系統(tǒng)特點(diǎn)選擇解決問(wèn)題的方法。③ 設(shè)計(jì)程序流程圖直觀、清晰地體現(xiàn)程序的設(shè)計(jì)思想。④ 分配內(nèi)存單元確定程序和數(shù)據(jù)區(qū)的起始地址。⑤ 編寫(xiě)源程序根據(jù)流程圖和指令系統(tǒng)編寫(xiě)源程序。⑥ 調(diào)試源程序先將源程序通過(guò)匯編生成目標(biāo)文件并消除語(yǔ)法錯(cuò)誤然后在用戶(hù)板上調(diào)試達(dá)到預(yù)定要求。5.2軟件設(shè)計(jì)框圖在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中當(dāng)紅外系統(tǒng)被啟動(dòng)后首先對(duì)單片機(jī)進(jìn)行初始化。 當(dāng)單片機(jī)接收到紅外接收電路傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵獾哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為單片機(jī)可識(shí)別的數(shù)字信號(hào)并經(jīng)電壓—距離轉(zhuǎn)換子程序?qū)⒆兓碾妷恨D(zhuǎn)換為距離。最后在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。5.3 Proteus仿真因本系統(tǒng)是利用單片機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)控制所以需采用單片機(jī)仿真工具Proteus進(jìn)行仿真。Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是它不僅能仿真單片機(jī)CPU的工作情況也能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)關(guān)心的不再是某些語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)從某種意義上講是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。(1)proteus的工作過(guò)程運(yùn)行proteus的ISIS程序后進(jìn)入該仿真軟件的主界面。在工作前要設(shè)置view菜單下的捕捉對(duì)齊和system下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。通過(guò)工具欄中的p(從庫(kù)中選擇元件命令)命令在pick devices窗口中選擇電路所需的元件放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置元件參數(shù)設(shè)置元器件間連線編寫(xiě)程序在source菜單的Definecode generation tools菜單命令下選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目在source菜單的Add/removesource files命令下加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序通過(guò)debug菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。(2)Proteus軟件所提供的元件資源Proteus軟件所提供了30多個(gè)元件庫(kù)數(shù)千種元件。元件涉及到數(shù)字和模擬、交流和直流等。(3)Proteus軟件所提供的儀表資源對(duì)于一個(gè)仿真軟件或?qū)嶒?yàn)室測(cè)試的儀器儀表的數(shù)量、類(lèi)型和質(zhì)量是衡量實(shí)驗(yàn)室是否合格的一個(gè)關(guān)鍵因素。在Proteus軟件包中不存在同類(lèi)儀表使用數(shù)量的問(wèn)題。Proteus還提供了一個(gè)圖形顯示功能可以將線路上變化的信號(hào)以圖形的方式實(shí)時(shí)地顯示出來(lái)其作用與示波器相似但功能更多。4)Proteus軟件所提供的調(diào)試手段Proteus提供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。這些測(cè)試信號(hào)包括模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試Proteus提供了兩種方法一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法只需要執(zhí)行debug菜單下的execute菜單項(xiàng)或F12快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行用debug菜單下的pause animation菜單項(xiàng)或pause鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行或用debug菜單下的stop animation菜單項(xiàng)或shift-break組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。在Proteus繪制好原理圖后調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件*.HEX可以在Proteus的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過(guò)程。本次設(shè)計(jì)的電路仿真效果圖如下圖圖5-1 所示圖5-1測(cè)距仿真效果圖文章底部可以獲取博主的聯(lián)系方式獲取源碼、查看詳細(xì)的視頻演示或者了解其他版本的信息。所有項(xiàng)目都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的測(cè)試和完善。對(duì)于本系統(tǒng)我們提供全方位的支持包括修改時(shí)間和標(biāo)題以及完整的安裝、部署、運(yùn)行和調(diào)試服務(wù)確保系統(tǒng)能在你的電腦上順利運(yùn)行。