【正文】 RW_SET。 //返回最近一次 ADC1 規(guī)則組 的轉(zhuǎn)換結(jié)果 } include include include include /**********判忙函數(shù) *****************/ u8 LCD_check_busy() { //u8 ReadValue。 //通道 PA7，采用時(shí)間為 周期， 1 代表規(guī)則通道第一個(gè) ADC_Cmd (ADC1, ENABLE)。 //ADC 數(shù)據(jù)右對齊 =1。 //獨(dú)立模式 =ENABLE。 //PA7 配置成模擬輸入模式 = GPIO_Mode_AIN。 } } include /**************************************************************** 函數(shù)名 :ADC_Config 功能 :ADC 初始化***************************************************************/ void ADC_Config(void) { ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure。 // printf(實(shí)時(shí)距離 % cm\n,float_Distance)。 } adc1=((float)adc*)。 Display_Distance(10,1,float_Distance)。 //12 位 AD 轉(zhuǎn)換為 10 位 AD // Distance = (10485/(average_adc + 5)) 4。 LCD_write_string(5,0,HUST)。 //延時(shí)初始化 LCD_GPIO_Config()。 //整型距離之 u16 adc。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 參考文獻(xiàn) [1] 彭偉． GP2D12 紅外測距傳感器曲線擬合設(shè)計(jì)．湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)． 2020， 12（ 1）： 13． [2] 韋偉，周凌翱，劉青．一種便攜式的紅外測距系統(tǒng)．電子設(shè)計(jì)工程． 2020， 19（ 21）： 13． [3] 劉昌輝，帥考，楊維榮．嵌入式視覺 的測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)．武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)． 2020， 37（ 4）： 14． [4] 毛玲，李振波，張大偉，陳佳品．基于紅外傳感器的移動微機(jī)器人定位系統(tǒng)．傳感器與微系統(tǒng)． 2020， 33（ 12）： 14． [5] 魏雅，杜云．基于單片機(jī)遙控超聲波測距智能小車．信息技術(shù)． 2020， 11： 14． [6] 朱杰，何凌霄，林凡強(qiáng)，茍喬欣．最小二乘法分段擬合紅外測距系統(tǒng)．電子器件． 2020， 37（ 3）： 15． [7] 王慧娟，袁全波，房好帥．基于 ARM 的移動機(jī)器人紅外測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)． 2020， 20（ 2）： 13． [8] 賀洪江，程琳．基于 STM32 與 MODBUS 協(xié)議的超聲波測距儀設(shè)計(jì)．儀表技術(shù)與傳感器． 2020， 11： 14． [9] 王玲，鄒小昱，劉思瑤，陳兵林，朱宏超，朱镕杰．棉花采摘機(jī)器人紅外測距技術(shù)研究．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)． 2020， 45（ 7）： 16． [10] Dagang miao ， Shouxiang Jiang ， Songmin Shang ， Zhuoming chen． Effect of heat treatment on infrared reflection property of Aldoped ZnO films． Solar Energy Materials and Solar Cells． 2020， 127： 16． [11] Sheng Lu， XiaoLi Cao， ZhongJian Cai， GaoRong Zeng and Tan Liu． An Embedded CPU Based Automatic Ranging． 2020 Mediterranean Conference On Control And Automation， AthensGreece， July 2729，2020： 15． [12] Qi ZHANG Hao YANG Yuguang WEI． Calibration of LiDAR device using infrared images ． International symposium on Innovation and sustainability of modern railway 3rd． Nanchang． 2020： 14． [13] Liang Xu ， Zhiqiang Meng ． An Infrared Ranging System For 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 Automotive Anticollision． International workshop on inter of things39。 同時(shí)，我要感謝我的學(xué)長還有我的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室工作和論文撰寫期間，他們給予了我熱情的幫助，如果沒有他們的幫助與啟發(fā)我將很難完成本篇論文的撰寫。在此期間我遇到了無數(shù)的困難和挫折，都在老師和同學(xué)的幫助下順利度過 。 本紅外測距系統(tǒng)采用的是紅外傳感器 GP2Y0A21 和三角測距原理，由于紅外傳感器本身測量距離的限制，加上三角測距原理固有的 缺陷，經(jīng)過上述實(shí)驗(yàn)分析得知，在穩(wěn)定的電源、干凈清晰的空氣、穩(wěn)定的溫度、無外界電磁干擾、無障礙物的情況下，在測量允許的范圍內(nèi)，此紅外測距系統(tǒng)能獲得較高的測量精度。 由于實(shí)驗(yàn)條件有限，對此紅外測距系統(tǒng)并為在不同溫度下分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所以不能確定的是外界溫度的高低變化對測量精度是否有影響。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 結(jié)論 對本論文所設(shè)計(jì)的紅外測距系統(tǒng)進(jìn)行測量、校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)其測量范圍在1080 厘米內(nèi)的平面物體。最終所編寫的主要工作程序見附錄 A。 圖 16 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 17 圖 18 本章小結(jié) 對于整個(gè)紅外測距系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，是在硬件設(shè)計(jì)大致完成的基礎(chǔ)上展開的，主要 是對 STM32 單片機(jī)運(yùn)行程序的編寫，還有系統(tǒng)整體工作流程的設(shè)計(jì)與搭建。 圖 14 是距離與電壓輸出曲線圖，也就是經(jīng)過擬合加入常量后的曲線，與實(shí)測輸出曲線相比更近乎線性化，由圖可知，紅外測距系統(tǒng)在 1080cm 范圍內(nèi)為正常測量范圍。由于我們采用的是擬合后的測量公式，見公式（ 31），所測量的數(shù)據(jù)曲線會有所不同。在硬件電路制作并調(diào)試好以后，便可將編譯后的程序下載到單片機(jī)中運(yùn)行調(diào)試。 最后，對液晶顯示屏 LCD1602 模塊進(jìn)行調(diào)試，在調(diào)試此模塊時(shí)，遇到的最大一個(gè)問題就是對 LCD1602 引腳 3（ VL）功能的忽視，最開始并沒有對此引腳接入相應(yīng)的滑動變阻器，導(dǎo)致了無論怎么調(diào)試程序或者更改硬件都無法顯示最簡單的字符，在不斷地實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了這個(gè)故障，最終接入相應(yīng)的滑動變阻器并調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?，最終在 LCD 上得到了顯示的字符。 （ 2）檢查開發(fā)板焊接情況，有無虛焊、錯(cuò)焊等現(xiàn)象。但是為了更方地使用此款紅外傳感器，在更多商家的研究與開發(fā)下，通過不斷地 采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并對此款傳感器進(jìn)行曲線擬合，最終實(shí)現(xiàn)了輸出曲線近似線性化的處理。 （ 3）設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作流程圖，采用直觀的方式清晰地表達(dá)出程序的整體設(shè)計(jì)思想。 LEI MDK 集成了業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的技術(shù)，支持 ARMARM和最新的 CortexM 系列內(nèi)核處理器，啟動代碼不需要人工配置，集成 Flash 燒寫模塊，強(qiáng)大的 Simulation 設(shè)備模擬，性能分析等功能。 紅外測距系統(tǒng)工作流程圖如圖 13 所示。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 本章小結(jié) 本論文所設(shè)計(jì)的紅外測距系統(tǒng)是以 STM32 單片機(jī)為核心，應(yīng)用由 日本夏普公司研發(fā)的型號為 GP2Y0A21 的紅外傳感器的測距功能和液晶顯示屏 LCD1602 的顯示功能。 LCD 顯示模塊 本論文所設(shè)計(jì)的紅外測距系統(tǒng)最終是要求顯示出測量物體的距離，所應(yīng)用的液晶顯示屏型號為 LCD1602。最后就是把通過 A/D 轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器，等待下一次轉(zhuǎn)換或者結(jié)束。以 ADC1為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換功能，首先需要對 ADC 模塊的輸入通道進(jìn)行了解， STM32 單片機(jī)的 A/D 轉(zhuǎn)換通道很多，共有 18 路，本論文應(yīng)用的是通道 7（ PA7）來實(shí)現(xiàn)對 Vout 的模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換。 （ 2）分辨率，是指數(shù)字量最低位代表的模擬量數(shù)值大小。由圖 11 可以看出，從 PL2303 輸出的信號直接連接到單片機(jī)的USART1 這個(gè)串口模塊上，實(shí)現(xiàn)了 USB 轉(zhuǎn)串行通信的連接。由于本論文研究的紅外測距系統(tǒng)重點(diǎn)應(yīng)用 USB 下載電路，相對于 JTAG/SWD 下載的原理這里就不詳細(xì)介紹，其工作原理圖如圖 10 所示。 從以上的介紹可以看出 STM32 單片機(jī)的系統(tǒng)時(shí)鐘是很復(fù)雜的，需要很多寄存器的配置，而每個(gè)寄存器又有很多位的配置等等要求，但是時(shí)鐘系統(tǒng)卻又是單片機(jī)工作起來必不可少的部分，所以更詳細(xì)的學(xué)習(xí)應(yīng)該對我們來說是非常必要的。 （ 3）在外部 8MHz 的晶振下和內(nèi)部的振蕩電路的結(jié)合下會產(chǎn)生相對穩(wěn)定的 8MHz 的系統(tǒng)時(shí)鐘。STM32 單片機(jī)的時(shí)鐘系統(tǒng)比較復(fù)雜，由于單片機(jī)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外設(shè)模塊又非常多，而需要很高的系統(tǒng)時(shí)鐘的模塊又在少數(shù)，同時(shí)為了降低時(shí)鐘功耗減少電磁干擾，單片機(jī)一般都采取多種時(shí)鐘控制方法。當(dāng)單片機(jī)開發(fā)板得到 +5V 的電源后，一路經(jīng)電解電容 C12 濾波以后會更加穩(wěn)定的從 C12 正極輸出，供給單片機(jī)開發(fā)板所需要的地方；另一路直接接入 U7（ U7 是一個(gè)型號為 AMS1117 的穩(wěn)壓芯片，作用就是把 +5V 的電壓穩(wěn)壓成 + 的電壓）的 3 引腳上，經(jīng)過U7 穩(wěn)壓以后由 2 引腳直接輸出 + 電源，一路經(jīng)電容 C11 濾波以后，作為單片機(jī)開發(fā)板的電源使用或者作為開發(fā) 板其它器件的 + 電源使用；另一路經(jīng)過電容 C13 濾波以后，作為單片機(jī)開發(fā)板 A/D 轉(zhuǎn)換模塊供電電壓。 STM32 單片機(jī)的最小工作系統(tǒng)，顧名思義就是可以使單片機(jī)工作起來同時(shí)由最少的器件構(gòu)成的系統(tǒng)。 24 PC4 連接 LCD1602 的 DB4 引腳，作為 LCD 的輸入 /輸出引腳，并在單片機(jī)與 LCD 之間傳輸數(shù)據(jù)。 8 PC0 連接 LCD1602 的 DB0 引腳，作為 LCD 的輸入 /輸出引腳，并在單片機(jī)與 LCD 之間傳輸數(shù)據(jù)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 表 2 紅外測距系統(tǒng)各引腳功能 符號 引腳名稱 連接對象及功能 23 PA7 連接紅外傳感器 Vout 引腳，作為單片機(jī)的模擬電壓輸入。 圖 5 夏普 GP2Y0A21 輸出曲線 單片機(jī)處理模塊 STM32 單片機(jī)是 ST（意法半導(dǎo)體）公司基于 ARM 最新 CortexM 架構(gòu)內(nèi)核的 32 位處理器產(chǎn)品，內(nèi)置 128KB 的 Flash、 20K 的 RAM、 12 位A/D 轉(zhuǎn)換、 4 個(gè) 16 位定時(shí)器和 3 路 USART 通訊口等多種功能資源，時(shí)鐘頻率最高可達(dá)到 72MHz。 即STM32 單片機(jī)內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換通道的 PA7 引腳上。 GND1Vout2VCC3GP2Y0A21VoutVSS1VDD2VL3RS4R/W5E6DB07DB18DB29DB310DB411DB512DB613DB714BLA15BLK16LCD1602PA0PA1PA2PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7VCC10kR0VCCBOOT060NRST7OSC_IN/PD05OSC_OUT/PD16PA0WKUP14PA115PA216PA317PA420PA521PA622PA723PA841PA942PA1043PA1144PA1245PA13/JTMS/SWDIO46PA14/JTCK/SWCLK49PA15/JTDI50PB026PB127PB2/BOOT128PB3/JTDO55PB4/JNTRST56PB557PB658PB759PB861PB962PB1029PB1130PB1233PB1334PB1435PB1536PC08PC19PC210PC311PC424PC525PC637PC738PC839