红外测距电路总结报告

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1、红外测距电路总结报告学院：信息工程学院班级：11计算机1班学号：1100303131奴名：張翔指导老师：張珂摘要本次设计任务是设计一个红外测距电路，它由硕件和软件两部分组成，硬件部分包描发射模块和接收模块，先由stc8051单片机产生一个1khz的信号，经红外发射管发射，碰到障碍物后返冋，接收管接收到信号通过放大、滤波、峰值检波、AD转换后传回单片机，单片机即可通过判断接收电压的大小來确定距离。软件部分包括信号产生、AD接收、数据处理、液晶显示。关键词STC8051单片机；红外测距;一、方案论证及比较1

2、、发射模块方案一用555定时器产生一个lkhz的信号经红外发射管发射。方案二用单片机产生一个lkhz的信号经红外发射管发射。考虑到题目要求，同时用单片机产生的信号方便控制和调节，电路也更加简单,所以我选择了方案二。2、接收模块放大部分：—采用5v供电，利用5358芯片进行单电源放大。由于放大倍数在20到40倍之间，经过一级放大即可。方案二采用正负5v双电源供电，利用lm358芯片进行双电源放大，同样一级放大即可。单电源放大电路比较复杂，而且放大效杲不好，考虑到已有的实验器材，决定选用简单的双电源放大电路

3、。滤波部分：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，所以直接选用有源二阶带通滤波器。峰值检波部分：根据要求的精度为5mm,最简单的峰值检波电路即可胜任，出于节约成本的考虑，决定不用带运放的高精度检波电路，假如述要进一步提升测量精度，就需要选用更好的峰值检波电路。AD转换部分：AD转换主要是芯片的选择，0809芯片是并行传输的，占用的10口太多，但是软件编写非常简单，正好手上有一个TLC1543芯片，它是串口传输数据的，虽然软件稍微复朵了一点

4、，考虑到口身能力，决定选用TLC1543芯片来进行AD转换。单片机控制部分：AD转换的数字信号传入单片机，通过软件采用查表法进行处理，得出正确的距离。二、电路分析1.发射模块的电路设计曲8051的定时器产生一个lkh7的方波，用一个三极管驱动，将信号加载到红外发射管上。如图：Header32•接收模块电路设计红外接收管接收到的信号只有一百毫伏左右，而口还有很多干扰，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。

5、关于放大电路设计：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30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二R4/R3二30；关于有源二阶带通滤波器的设计：令C=C3=C4,则req二R5//R6二(R5*R6)/(R5+R6)品质因数Q等于中心频率除以带宽即Q二fc/BW二l/2*J/?7/req曲上边的公式，取中心频率f=lkhz,增益A二5,品质因数Q二8,则令C=C3=C4=104,可以得到电阻值为R5=2.5K,R

6、6=100,R7=25K;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构成最简单的峰值检波电路。屯路图及元件参数如下：GM)GM)GNI)GNI)3.单片机控制模块接收模块处理好的数据传入单片机，单片机先连续采样儿次取均值，然后查表得出距离，再在1602液晶上显示。LCD1LMfriA蛀〜飭0"朋百81XTUiidXTM.2R&TPl纽2P2Pl」Pl，Pi$PlT牛RP1£MuSiIP2/MPZiMPZJBllP

7、2"l?P28JPH・UnPJJ«nq:」pjjonTPJ^iTfr三、软件分析软件由4部分组成，信号产生模块、AD接收模块、数据处理模块和LCD显示模块，利用单片机的定时器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来判断距离，但是接收到的信号并不完全是线性变化的，采用一个或者几个固定的公式并不能得出准确的距离，所以我采用提前把正确的距离和信号强弱的关系先测量好，建成一张信号距离表，这样测量时就可以杳表快速

8、得出距离。精度也方便控制。处理好的数据直接传送到1602液品屏显示即可。流程图如下:四、调试和测试本次调试所用到的仪器设备主要：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，输入信号为lkhz,lOOmv的正弦信号,用示波器测量1脚为lkhz,2.8v的止弦