1、设计开发 数字技术与应用 133 1 引言 为了进一步巩固学校所学知识,并对红外传感器及AD采样有 更深的理解学习。 因此选用了夏普的这一款红外传感器并结合单片 机进行了一个对红外测距仪原理性实现的实验课题。 2 系统结构 红外测距仪硬件主要由AD转换器PCF8591,LCD1602,单片机 STC89C52最小系统以及GP2Y0A21YK0F传感器构成。 红外测距系 统框图如图1所示。 GP2Y0A21YK0F传感器是由红外发射管一个PSD和红外发射 管以及相应的计算电路构成。 Sharp公司的PSD有它自己独有的特 征,它能够探测到光点落在它上面的细微移动,它的分辨率能精确 到微米,这个特
2、征让它完成了几何方式测距。 红外发射管发出的光 束,遇到障碍没有反射回来,落在PSD上,组成了等腰三角形,由于 PSD能够测量到三角形的底,而两个底角是固定的,由发射管确定, 此时可通过底边推算出高,也就是所要的距离。 在实际使用过程中,改模块测量距离的倒数与电压在一定区间 以内具有线性关系,即U=k/S.所以在采样取值时,使用此公式进行 确定。 3 系统调试及分析 3.1 系统调试(图2、 图3所示) 测试方法:在红外传感器前面放一把长尺,用一块不透光的硬 纸板在长尺上移动(保证纸板在红外传感器正前方)。 然后比着直尺, 在直尺上移动纸板,观察显示屏数据变化。 3.2 结果分析 根据显示结果
3、与直尺比对,发现在1060cm内误差较小,约正 负1.5。 而当距离小于10cm,大于60cm后,发现显示数据出现无规则 跳动,显示距离与实际距离差值较大。 多以整体设计在1060cm距 离里面可以达到最初设计要求,满足最初设计理念。 4 结语 对于此次设计。 通过仿真、 实物,得到跟预期一样的结果。 充分 证明学习了红外测距的可行性,与实际相符。 进一步验证了红外测 距的设计与实现。 参考文献 1康华光.电子技术基础数字部分M.第五版,高等教育出版社, 2006 年. 2郭天祥.新概念51 单片机C 语言教程M.第一版,电子工业出版 社,2009 年. 3张毅刚.单片机原理及应用M.高等教育
4、出版社.2003年12 月第 1 版. 4周荷琴,吴秀清.微型计算机原理与接口技术M.中国科学技术大 学出版社,2008年第4 版. 基于 51 单片机的红外测距仪的设计与实现 张凌寒 (汉口学院 湖北武汉 430212) 摘要:红外测距的探测距离较短,一般在几十厘米之内。 本文介绍一种基于STC89C52单片机设计的红外测距仪,可以测量短距离,根据所取AD模 块的精度不同,则理论上测量的精度也可达到很高。 本设计采用日本夏普公司生产的GP2Y0A21YK0F传感器作为测量组件,设计红外测距仪。 所设计 的测试仪具有在1080cm可测量范围,误差正负1CM。 其中因改传感器为模拟量输出,所以还使用到AD采样模块PCF8591。 在实际测试中红外传感器 采集距离形成模拟量输出,经AD转换后曲线拟合计算出实际距离并在显示屏1602上显示出距离。 关键词:GP2Y0A21YK0F STC89C52 AD采样 PCF8591 中图分类号:TP273.4 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2016)09-0133-01 收稿日期:2016-06-13 作者简介:张凌寒(1993 ),男,山西福山人,本科,研究方向:嵌入式设计。 图 1 红外测距硬件组成框图 图 2 10cm、15cm 实物图 图 3 30cm、60cm 实物图
