基于单片机的红外测距系统设计样本

保密类别编号 0802041武汉大学珞珈学院

毕业论文

基于单片机红外测距系统设计

系别电子信息科学系

专业通信工程

年级10级02班

学号0802041

姓名钱源

指引教师崔黎

武汉大学珞珈学院

年5 月22 日

摘要

当代科学技术发展，进入了诸多新领域，而在测距方面先后浮现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外光测距。为了实现物体近距离、高精度无线测量而采用了红外发射接受模块作为距离传感器，单片机作为解决器，编写A/D转换和显示程序，完毕了一套便推式红外距离测量系统，系统可以高精度实时显示所测距离，本系统构造简朴可靠、体积小、测量精度高、以便使用。

红外测距探测距离较短，普通在几十厘米之内，本文简介一种基于AT89C52单片机设计红外测距仪，可以测量距离。

一方面，在绪论中，简介了红外线及红外传感器分类和应用、AT89C52单片机应用与阐明以及MCP3001芯片简介。另一方面，阐述了与红外测距工作原理基本构造，对红外测距传感器也做了详细阐明。再次，简介了红外测距硬件设计和软件设计。

在硬件设计中，简介了红外测距实现构想，给出红外测距硬件电路原理图，并阐明了红外测距传感器、键盘、A/D转换电路、LCD显示电路工作原理及AT89C52单片机管脚分派。在软件设计中，阐明了整个程序流程及各程序设计函数。最后，是对整个设计结论，阐明了红外测距实现可行性。

核心词：红外测距 A/D转换实时显示红外线单片机

目录

第1章绪论 (1)

1.1 课题研究背景和意义 0

1.2 本课题研究热点及发呈现状 (1)

1.3 本课题研究目 (2)

1.4 本课题研究内容 (2)

第2章红外测距工作原理与基本构造 (4)

2.1.方案及设计思想： (4)

2.2 红外测距系统基本构造 (5)

第3章红外测距硬件设计 (7)

3.1红外收发模块 (7)

3.2 A/D转换模块 (8)

3.3 LCD显示模块 (12)

3.4 AT89C52单片机概述 (13)

3.5整个红外测距系统显示 (16)

第4章红外测距软件设计 (18)

4.1 程序流程图 (18)

第5章系统软硬件调试 (20)

5.1 硬件调试 (20)

5.2 软件调试 (20)

5.3测试成果绘图 (20)

5.4 调试中遇到问题 (22)

结论 (23)

参照文献 (24)

附录 0

后记 (34)

第1章绪论

红外线（Infrared）是波长介乎微波与可见光之间电磁波，其波长在760纳米（nm）至1毫米（mm）之间，是波长比红光长非可见光。所有高于绝对零度（-273.15℃）物质都可以产生红外线。当代物理学称之为热射线。医用红外线可分为两类：近红外线与远红外线。含热能，太阳热量重要通过红外线传到地球。它波长介于可见光和微波之间，范畴大体在0.75μM~1000μM频谱范畴之内。相相应频率在4⨯14

10HZ

10~3⨯11

之间，红外线可分为三某些，即近红外线，近红外线波长范畴为0.77μM~3μM，中红外线波长范畴为3μM~30μM，远红外线波长范畴为30μM~1000μM。

红外光具备反射、折射、散射、干涉、吸取等特性。它能所有吸取投射到它表面红外辐射物体称为黑体；能所有反射物体称为镜体；能某些反射、某些吸取物体称为灰体。严格地来讲，在自然界中，不存在黑体镜体和透明体。

1.1 课题研究背景和意义

红外线是不可见光，是电磁波一种形式，可以用来进行距离测量，其应用历史可以追溯到上世纪60年代。当代科学技术发展进入了许多新领域，而在测距方面先后浮现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来激光束探测物体距离。由于受恶劣天气、污染等因素影响，使反射激光束在一定功率上探测距离比也许探测最大距离减少一半左右，损失很大，影响探测精准度；微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用装备和振荡器等电路某些价格昂贵，当前还没有开拓民用市场；超声波测距在国内外已有诸多人做过研究，由于采用特殊专用组件使其价格高，难以推广；红外线作为一种特殊光波，具备光波基本物理传播特性—反射、折射、散射等，且由于其技术难度相对不太大，构成测距系统成本低廉，性能优良，便于民用推广。此外红外测距应用越来越普遍。在诸多领域都可以用到红外测距仪。红外测距普通具备精准度和辨别率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等长处，因而应用领域广、行业需求众多，市场需求空间大。

红外测距研究就非常故意义。红外线测距仪指就是激光红外线测距仪,红外测距仪

----用调制红外光进行精密测距仪器，测程普通为1-5公里。在100米以内则超声波测距更有优势,但是超声波测距距离普通无法测量1米以内,而红外测距则可以测出这一段距离,并且有着不错精度,在本课题中研究就是这一类状况红外线测距。

1.2 本课题研究热点及发呈现状

常用红外传感器可分为热传感器和光子传感器。依照《国内近年来红外光电测距仪发展状况》，由于国家对外开放政策实行和测量工作需要,近年来国内某些光学仪器厂和电子仪器厂分别从瑞典、瑞士和日本等国引进几种红外测距仪组装线,组装测距仪,国内关于工厂和院校近年来也研制出某些产品。由于微解决机在国产测距仪上应用,大大缩小仪器体积,同步也减少出故障几率,使得国产测距仪性能和质量都较过去有很大提高。在国家“六·五”筹划攻关中,常州第二电子仪器厂研制DCHZ型多功能红外测距仪就是一种较好例证。该产品经国家测绘局测绘科学研究所光电测距仪检测巾心进行全面质量鉴定后以为:该仪器外型美观、体积小、重量轻、操作以便、精度高和性能稳定,并通过国家关于部门组织鉴定。当前已经开始小批量试生产。在进行侧距仪研制同步,国家关于部门也组织大量力量对红外光电测距仪检测办法进行研究。

一、热传感器

热传感器是运用入射红外辐射引起传感器温度变化，进而使关于物理参数发生相应变化，通过测量关于物理参数变化来拟定红外传感器所吸取红外辐射。

热探测器重要长处是相应波段宽，可以在室温条件下工作，使用简朴。但是，热传感器相应时间较长，敏捷度较低，普通用于低频调制场合。

热传感器重要类型有：热敏传感器型，热电偶型，高莱气动型和热释放电型四种类型。

二、光子传感器

光子传感器是运用某些半导体材料在入射光照射下，产生光子效应，使材料电学性质发生变化。通过测量电学性质变化，可以懂得红外辐射强弱。运用光子效应所制