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摘 要

距离测量广泛应用于工业生产中，其方式多种多样。本课题以价格低廉的近距离测量为目标，设计并实现了一个红外测距仪，测量有效范围是15厘米至100厘米。

本文首先阐述了常见的测距方式以及红外传感器的分类。通过对各种测距传感器的比较，点明本设计的优点。结合其优点以及研究现状，表明了本课题的现实意义。

接下来，阐述了红外测距系统的硬件系统设计和软件系统设计。在硬件设计中，详细说明了红外测距系统的硬件构成；在软件设计部分中，构建了程序流程图，并对各子程序流程和误差进行了分析。通过方案论证的方法选择了所要使用的器件以及确定电路设计最终方案。还对红外传感器、A/D转换器工作原理及STC89C52RC单片机的管脚分配进行了详述。

最后，制作了红外测距仪，通过滤波对红外测距传感器进行了数据校准。根据校准后的测距仪，给出了红外测距仪的具体参数以及使用方法。并对整个设计进行总结。

关键词： 红外测距 单片机 曲线拟合 数模转换

Design and implementation of digital infrared distance measuring sensor

Abstract

Distance measurement is widely used in industrial production, in a variety of ways. In this paper, an infrared range finder is designed and implemented with a low cost close measurement. The effective range is 15 centimeters to 100 centimeters.

This paper first describes the common ranging methods and the classification of infrared sensors. Through the comparison of a variety of ranging sensors, point out the advantages of this design. Combined with its advantages and research status, shows the practical significance of this subject.

Next, the hardware system design and software system design of the infrared ranging system are described. In the hardware design, the hardware structure of the infrared ranging system is described in detail. In the software design part, the program flow chart is constructed, and the process and error of each subroutine are analyzed. Through the program demonstration method to choose the device to be used and determine the final design of the circuit design. Also on the infrared sensor, A / D converter working principle and STC89C52RC single-chip pin assignment in detail.

Finally, an infrared range finder was fabricated, and the infrared calibration sensor was calibrated by filtering. According to the calibrated range finder, the specific parameters of the infrared range finder and the method of use are given. And summarize the whole design.

Key Words：IR; single-chip; curve fitting; digital to analog conversion

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1 课题简介 1

1.2 研究背景 1

1.2.1测距方式 1

1.2.2红外测距传感器 2

1.3 研究目的及意义 3

1.4 国内外研究现状 3

1.4.1国内研究现状 3

1.4.2国外研究现状 5

第二章 系统总体设计 6

2.1 设计思路 6

2.2 系统框架 6

2.3 本课题的基本要求 7

2.3 方案论证与确认 7

2.3.1 控制器的选取 7

2.3.2 A/D转换模块选择 8

2.3.3 红外传感器的选取 8

2.3.4 液晶模块的选取 8

2.4 本章小结 8

第三章 系统硬件设计 10

3.1 硬件设计概述 10

3.2 主要单元电路的设计 10

3.2.1 控制核心STC89C52电路设计 10

3.2.2 液晶电路的设计 11

3.3.3 A/D转换电路设计 12

3.3.4 红外传感器的设计 14

3.3 本章小结 15

第四章 系统软件设计 16

4.1 软件流程设计 16

4.2 各模块程序设计 17

4.2.1 液晶显示子程序 17

4.2.2 延时子程序 18

4.2.3 A/D转换子程序 19

4.2.3 I2C总线函数 21

4.3 本章小结 21

第五章 红外测距调试 22

5.1 红外传感器制作 22

5.2 数据处理 23

5.3 使用说明 25

5.4 传感器的静态特性指标 26

5.5 本章小结 26

致谢 27

参考文献 28

第一章 绪论

1.1 课题简介

工业是社会和经济发展的重要的基础，而距离测量广泛应用于工业生产中。随着科技的发展距离测量的方法和手段越来越多，测量精度显著提高。本课题主要设计一个廉价、简易的、近距离的测距系统。以单片机作为控制器，红外传感器作为红外元件，利用I2C总线通信来进行数据传输，从而实现测距功能。

1.2 研究背景

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