红外测距总结报告

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1、红外测距电路总结报告学院：机电工程学院班级：11电气1班学号：1100103139姓名：刘丰源摘要本次实验是设计一个红外测距电路，它由软件和硬件两部分组成。软件部分包括信号产生、AD接收、数裾处理、液晶显示；硬件部分包括发射模块和接收模块。此电路可以测较短的距离，精度在0〜5mm之间。关键词STC8051单片机；红外测一、方案设计1、发射模块采用用单片机产生一个lkhz的信号经红外发射管发射这样设计既简单又方便，电路也更加简单。2、接收模块放大电路：采用5v电源供电，利用lm358芯片进行单电源放大。由于放大倍数在20到40倍之间，经

2、过一级放大即可。滤波电路：由于经过放大以后的信号还有很多杂波，而我们需要的是接收到的lkhz的信号，一般的滤波器很难解决干扰问题，所以直接选用宥源二阶带通滤波器。峰值检波电路：根据要求的精度为5mm，最简单的峰值检波电路即可胜任，出于节约成木的考虑，决定不用带运放的高精度检波电路，假如还要进一步提升测量精度，就需耍选用更好的峰值检波电路。AD转换电路：AD转换选用0809芯片，它是并行传输的，占用的10口太多，但是软件编写非常简单。单片机控制电路：AD转换的数字信号传入单片机，通过软件自动求岀所测的距离，显示正确的距离。二、电路分析1

3、.发射模块由8051的定吋器产生一个lkhz的方波，用一个三极管驱动，将信号加载到红外发射管上。1.接收模块电路设计因为红外接收管接收到的信号只有一百毫伏左右，而且还有很多干扰，需要先放大再带通滤波，单片机只能接受数字信号，所以还需要通过峰值检波输出一个直流电压，经TLC1543芯片转换成数字信号输入单片机进行处理。考虑到题目测量范围和接收到的信号大小，选取放大倍数为40倍左右，倍数太大冋出现波形失真，使测量的最短距离变小，倍数太小信号强度不够，则能测量的最远距离会变小，放大倍数B=R4/R3=40；关于宥源二阶带通滤波器的设计：令C

4、=C3=C4,则req=R5//R6=(R5*R6)/(R5+R6)品质因数Q等于中心频率除以带宽即Q=fc/BW=l/2*7^7/req由上边的公式，取中心频率f=lkhz,增益A=2，品质因数Q=10,则令C=C3=C4=50nf,可以得到电阻值为R5=16K,R6=160,R7=64K;关于峰值检波电路的设计：考虑到电容值越大检波效果越好，但是放电速度越慢，经过测试，选取了20uf的电容和100k的电阻以及ln4148构成最简笮的峰值检波电路。电路图及元件参数如下：2.孕片机挖制模块接收模块处理好的数据传入单片机，程序自动计算出

5、此时的距离，再在1602液晶上显示。C3ffl81C1-il-U1•kTW.1冰iMnMUM之XTM.?R&Tpaw松J*"arrrN/«>£

6、h.iiTJCcN.nmiPiJPmPiSPJ^Tih.TW.TOTii1~J分jiJTJJLCD1LM&iO.39SasaaaMbRP1TTSPKW软件由4部分组成，信号产生模块、AD接收模块、数据处理模块和LCD敁示模块，利用申片机的定吋器0可以持续不断的产生lkhz信号并输出，由于输出信号是稳定的，而接收管接收到的信号随着障碍物距离的变远而变小，所以我们可以通过检测信号的强弱來判断距离，

7、我采用提前把正确的距离和信号强弱的关系先测量好，建成一张信号跑离表,然后利用exelc将得到的数据汇成一条曲线，得到一个函数关系式，在程序中插入这个关系式，单片机得到一个信号，程序就会算出相应的距离，这样既简单又方便。处理好的数据直接传送到1602液晶屏显示即可。四、调试和测试调试中所用到的仪器设备主要有：有示波器，函数信号发生仪，稳压电源。数字万用表。调试过程如下：首先调试发射部分，直接用示波器测量单片机输出的信号，为lkhz;再调试接收部分的放大模块：先用函数发生仪模拟一个接收信号，把放大电路和滤波电路断开，测量358芯片的1脚，

8、输入信号为lkhz，100mv的正弦信号，用示波器测量1脚为lkhz,2.8v的正弦信号，放大倍数为28倍，由于有信号衰减，放大部分正常；接下来调试带通滤波：把放大电路和滤波电路连好，输入函数发生仪产生的模拟信号，测量358芯片的7脚，得到一个稳定的止:弦波，通过调节输入信号的频率，测得带通滤波器的屮心频率为1.8khz，带通滤波器不正常。由于电阻內身的误差比较大，电容也有误差，再加上计算岀来的电阻值没有刚好合适的，取得是相近的电阻元件，所以照成Y较大的误差，我再在C3,C4上分别并联了一个相同容景的电容，再次测景屮心频率变为880h

9、z,截止频率400hz,这次滤波器可以满足要求了。然后接着测量整个电路的输出端，示波器打到直流捫，调节信号强弱，发现检波电路工作良好。最后我修改程序将输出信号改为880hz,接入红外发射和接收管，直接进行最终的整合调试，