本本科科生生毕毕业业设设计计基于单片机的激光测距基于单片机的激光测距院院 系系 电气信息工程学院电气信息工程学院 专专 业业 电子信息工程电子信息工程 班班 级级 学学 号号 学学 生生 姓姓 名名 联联 系系 方方 式式 指指 导导 教教 师师 职称：职称： 2011 年年 5 月月独独 创创 性性 声声 明明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了谢意。签名： 年 月 日授权声明授权声明本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业论文（设计）的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业论文（设计）被查阅和借阅。本人授权许昌学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计） 。本人论文（设计）中有原创性数据需要保密的部分为（如没有，请填写“无” ）：签名： 年 月 日指导教师签名： 年 月 日摘摘 要要激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性等优点，所以，利用激光传感器技术和自动控制技术相结合的测距方案中，激光测距是目前应用最普遍的一种，本课题介绍了激光传感器的原理和特性，以及 Atmel 公司的 AT87C51 单片机的性能和特点，并在分析了激光测距的原理基础上，指出了设计测距系统的思路和所需考虑的问题，给出了以 AT87C51 单片机为核心的低成本，高精度。微型化数字显示激光测距的硬件电路和软件设计方法，该系统设计合理，工作稳定，能量良好，检测速度快，计算简单。易于做到实时控制，并且在测量精度方面能达到工业应用的要求。关键字：关键字：激光；测距；单片机ABSTRACTLaser possesses high brightness, high directional, high monochromatic and high coherence wait for an advantage, therefore, by using laser sensor technology and automatic control technology in combination of measurement program, laser range is most broadly applied , the subject of laser sensors is introduced, and the principle and characteristics of single chip AT87C51 Atmel company performance and characteristics, and analyzes the principle of laser range finder, points out the basis of ideas and design ranging system needed consider the question, given a AT87C51 singlechip is low cost, high precision. Miniaturization digital display laser ranging hardware circuit and software design method, the system design is reasonable, stable work, energy, detection speed, good simple calculation. Easy to achieve real-time control, and the precision in measurement can reach the request of industrial applications. Key word: laser; ranging; microcontroller 目 录1 绪绪 论论.12 激光测距的基础激光测距的基础.22.1 激光测距设计的思路激光测距设计的思路.22.2 激光测距设计的原理激光测距设计的原理.32.3 本激光测距设计的要求本激光测距设计的要求.42.4 本论文的主要研究内容本论文的主要研究内容.43 脉冲激光测距系统设计脉冲激光测距系统设计.53.1 激光测距仪系统结构激光测距仪系统结构.53.2 激光脉冲发生电路激光脉冲发生电路.63.3 脉冲激光接收电路脉冲激光接收电路.73.3.1 光电检测传感器的比较选择光电检测传感器的比较选择.73.3.2 雪崩光电二极管雪崩光电二极管 APD.83.3.3 雪崩光电二极管雪崩光电二极管 APD 的反向偏压的反向偏压.93.3.4 电路工作原理电路工作原理.93.3.5 电压控制反馈电路电压控制反馈电路.103.3.6 放大电路放大电路.124 计时及显示部分设计计时及显示部分设计.144.1 计时部分计时部分.144.1.1 计时原理计时原理.144.1.2 内插法内插法.144.1.3 利用单片机和利用单片机和 CPLD 实现模拟内插实现模拟内插 .154.2 距离计算部分距离计算部分.174.2.1 单片机最小系统单片机最小系统.