红外测距仪解剖.doc

智能仪表设计基础课程设计 课题名称 红外测距仪设计 学生姓名 许萌 所在班级 测控1101 指导教师 唐鸿儒 黄亚忠 扬州大学能源与动力工程学院 二〇一三年九月 总 目 录 第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告 第 一 部 分 任 务 书 《智能仪表课程设计》课程设计任务书 一、课题名称 红外测距仪 二、设计内容及设计要求 利用GP2Y0A21YK0F传感器作为测量组件，设计红外测距仪，具有下面的功能： 测量范围为10cm~80cm; 2.精度为1cm； 3.LCD12864显示模块； 4.可以实时测量距离； 5.可以实现面积的测量； 6.具有RS232通信接口。 三、时间安排 第一周： 星期一～星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。熟悉实验板原理图和印刷板图。 星期三～星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。 第二周： 星期一～星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电路的功能；软件设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。 第三周： 星期一～星期三：调试程序，联调软件和硬件。 星期四～星期五：写课程设计报告。 四、应交成果 应交成果包括： 纸质课程设计报告和电子文档； 硬件原理图的Protel99se文件，程序； 可以演示的硬件和软件成果。 五、课程报告内容 课程设计报告应包括下列部分： 课程设计任务书 仪表的功能要求、性能指标要求。 方案选择：提出多种方案，进行方案比较，说明选定方案的理由，描述硬件和软件的功能分工。 硬件设计：包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明，元器件选择的计算方法或者理由，利用提供的实验板焊接元器件。 软件设计：首先提出软件的功能需求，然后进行软件的结构设计，再画出主要功能模块的软件框图。 程序编写和调试。 设计小结。 报告中硬件原理于用Protel99se画出，软件框图和程序流程图用Microsoft Visio画出。 第 二 部 分 课 程 设 计 报 告 目 录 第一章 设计内容及要求 1 1.1 课题名称 1 1.2 仪表的功能要求及性能指标 1 第二章 方案选择 2 2.1 测距装置的选择 2 2.2 显示方案的选择 2 2.3 总体方案的设计 2 第三章 硬件设计 3 3.1 硬件结构框图 3 3.2 电路各主要环节工作原理 3 3.2.1 GP2Y0A21YK0F传感器 3 3.2.2 AD转换电路， 4 3.2.3 程序下载模块 5 3.2.4 单片机控制系统 6 3.2.6 LCD12864显示电路 7 3.2.7红外测距仪总原理图，如图3-9 8 第四章 软件设计 9 4.1 软件实现的功能 9 4.2 主程序 9 4.2.1 主程序框图 9 4.2.2 程序数据线性化处理部分 10 第五章 程序编写 12 第六章 运行与调试 13 6.1 串口程序下载及显示电路调试 13 6.2 AD转换电路调试 13 6.3 控制按键调试 13 第七章 设计小结 14 附录一 成果实物照片展示 15 第一章 设计内容及要求 1.1 课题名称 红外测距仪设计 1.2 仪表的功能要求及性能指标 利用GP2Y0A21YK0F传感器作为测量组件，设计红外测距仪，具有下面的功能： 1.测量范围为10cm~80cm; 2.精度为1cm； 3.LCD12864显示模块； 4.可以实时测量距离； 5.可以实现面积的测量； 6.具有RS232通信接口。 第二章 方案选择 2.1 测距装置的选择 市场上现在红外测距用的最多的地方是机器人的视觉控制部分，我们也选用最受欢迎的传感器GP2Y0A21YK0F，是由夏普公司生产的红外发射和接收一体的传感器，使用很方便，也很好用。 2.2 显示方案的选择 方案一：采用LCD1602显示屏，它有16个引脚，能够两行显示汉字和字符； 方案二：采用LCD12864显示屏，20个引脚，汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，可以显示4行汉字和字符； 将二者比较发现，相比较，LCD12864功能更强一些，更符合我们设计的要求，显示3行汉字和字符，所以决定选用LCD12864. 2.3 总体方案的设计