【正文】 測(cè)距。 紅外測(cè)距最早出現(xiàn)于上世紀(jì) 60 年代，是一種以紅外線作為傳輸介質(zhì)的測(cè)量方法。超聲波測(cè)距原理與激光測(cè)距原理相似，只不過(guò)是以聲音為傳輸介質(zhì)，但是此方法靈活性差、組件造價(jià)相對(duì)昂貴，在市場(chǎng)開拓空間并不大。 該方法對(duì)使用環(huán)境要求較高，應(yīng)用范圍較少。激光測(cè)距是以激光為傳輸信號(hào)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行精確的測(cè)量。 關(guān)鍵詞 紅外測(cè)距；單片機(jī)； A/D 轉(zhuǎn)換； LCD 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II STM32based infrared ranging system design Abstract With the development of modern science and technology, there are many new areas, in order to achieve the object close range, highprecision wireless measurement， this topic of infrared ranging is studied. This topic using SCM as the processor, to write A/D converter and LCD display program, an infrared sensor as a working module, plete set of precision display, realtime measurement of infrared ranging system. This system has the advantages of simple structure, small size and high accuracy, low cost and convenient use. This paper introduced is based STM32 microcontroller and use of Japan39。首先，介紹紅外線及紅外傳感器的分類及應(yīng)用、 STM32 單片機(jī)的簡(jiǎn)介與功能；其次，闡述紅外測(cè)距系統(tǒng)工作原理及基本結(jié)構(gòu)并對(duì)單片機(jī)、紅外傳感器、 LCD 液晶顯示屏的工作電路做了介紹；再次，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)構(gòu)想，先后對(duì)系統(tǒng)硬件及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能進(jìn)行了調(diào)試。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、測(cè)量精度高、成本低、方便使用。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 基于 STM32的紅外測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了很多新的領(lǐng)域，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)物體近距離、高精度的無(wú)線測(cè)量，本論文對(duì)紅外測(cè)距領(lǐng)域進(jìn)行了研究。本論文采用單片機(jī)作為處理器，編寫 A/D 轉(zhuǎn)換程序及 LCD 顯示程序，紅外傳感器作為工作模塊，完成一套高精度顯示、實(shí)時(shí)測(cè)量的紅外測(cè)距系統(tǒng)。 本論文所介紹的是一種基于 STM32 單片機(jī)并運(yùn)用日本夏普公司型號(hào)為 GP2Y0A21 的紅外傳感器所設(shè)計(jì)的紅外測(cè)距系統(tǒng)。最后對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)，說(shuō)明紅外測(cè)距系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可行性。s Sharp Corporation model GP2Y0A21 infrared sensor designed infrared ranging system. Firstly, introduce the classification and application of infrared distance measurement， it also introduces the function of STM32 microcontroller. Then illustrate the work theory and basic structure of it and introduce the LCD screen and work circuit. Again, the system has carried on the overall design idea, successively on the system hardware and software design, and probes into the function of the whole system debugging. Finally, summarize the entire design to illustrate the feasibility of infrared distance measurement. Keywords Infrared range, SCM, A/D converter, LCD 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 摘要 .......................................................................................................................I Abstract ............................................................................................................... II 第 1 章 緒論 ........................................................................................................ 4 課題研究背景及意義 ............................................................................... 4 本論文主要研究 內(nèi)容 ............................................................................... 4 第 2 章 紅外測(cè)距系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................................ 6 紅外測(cè)距系統(tǒng)的工作原理 ....................................................................... 6 時(shí)間差法測(cè)距原理 ............................................................................ 6 反射能量法測(cè)距原理 ........................................................................ 6 相位法測(cè)距原理 ................................................................................ 6 三角法測(cè)距原理 ................................................................................ 7 紅外測(cè)距系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ....................................................................... 7 紅外傳感器模塊 ................................................................................ 8 單片機(jī)處理模塊 ................................................................................ 9 LCD 顯示模塊 .................................................................................. 16 本章小結(jié) ................................................................................................. 17 第 3 章 紅外測(cè)距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及功能調(diào)試 .............................................. 18 紅外測(cè)距 系統(tǒng)工作流程 ......................................................................... 18 軟件程序設(shè)計(jì) ......................................................................................... 19 硬件功能調(diào)試 ......................................................................................... 19 軟件功能調(diào)試 ......................................................................................... 20 測(cè)量數(shù)據(jù)繪圖 ......................................................................................... 20 本章小結(jié) ................................................................................................. 23 結(jié)論 .................................................................................................................... 25 致謝 .................................................................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................ 27 附錄 A ................................................................................................................ 29 附錄 B ................................................................................................................ 35 附錄 C ................................................................................................................ 38 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第 1章 緒論 課題研究背景及意義 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在測(cè)距領(lǐng)域也先后出現(xiàn)了 激光測(cè)距、微波雷達(dá)測(cè)距、超聲波測(cè)距及紅外線測(cè)距等方式 。 激光測(cè)距在 工作開始瞬間 向 物體發(fā) 射出一束很細(xì)的激光， 并 由 接受端 接收 物體 反射 回來(lái) 的激光束， 同時(shí) 計(jì)時(shí)器 通過(guò)測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間 進(jìn)而 計(jì)算出從 測(cè)量者 到 物體 的距離。微波 雷達(dá)測(cè)距是軍事和工業(yè)上開發(fā)采用的技術(shù)，其技術(shù)要求嚴(yán)格和設(shè)備價(jià)格非常之高，在民用市場(chǎng)上幾乎得不到應(yīng)用。作為一種應(yīng)用廣泛、測(cè)量精度高的測(cè)量方式，紅外測(cè)距利用紅外線傳播時(shí)不擴(kuò)散、折射率小的特性，根據(jù)紅外線從發(fā)射模塊發(fā)出到被物體反射回來(lái)被接受模塊接受所需要的時(shí)間，采用相應(yīng)的測(cè)距公式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)物體距離的測(cè)量。 紅外測(cè)距的研究有著非 比尋常的意義，其本身具有其他測(cè)距方式?jīng)]有的特點(diǎn)，技術(shù)難度相對(duì)不大，系統(tǒng)構(gòu)成成本較低、性能良好、使用方便、簡(jiǎn)單，對(duì)各行各業(yè)均有著不可或缺的貢獻(xiàn)，因而其市場(chǎng)需求量更大，發(fā)展空間更廣。 本論文主要研究?jī)?nèi)容 紅外線別名紅外光或者熱輻射線，是一種波長(zhǎng)比紅色可見光（約 10? ㎜ ）較長(zhǎng)、比微波（約 1㎜ ）較短的電磁波。 物質(zhì)本身溫度在不低于絕對(duì)零度（ ℃ ）的情況下均可以產(chǎn)生紅外線。 能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等 光學(xué) 現(xiàn)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 象。 憑借著諸多優(yōu)點(diǎn)，紅外線在軍事 、 人造衛(wèi)星 以及工業(yè)、衛(wèi)生、科研等 工作領(lǐng)域方面 的應(yīng)用日益廣泛 ，有著不可替代的作用及研究?jī)r(jià)值。按照其功能可以分為五種類型： （ 1） 輻射計(jì)，又稱“發(fā)射計(jì)”，是一種用于電磁輻射和光譜測(cè)量的裝置。 （ 3）熱成像系統(tǒng)， 通過(guò) 輻射 的分布圖像 。 （ 5）綜合系統(tǒng)， 是 集于 兩個(gè)或者多個(gè)的 系統(tǒng)功能的 組合 系統(tǒng)。具有體積小、功耗低、價(jià)格便宜等