基于STM32激光远距离测距仪防撞报警系统设计_基于激光测距的矿井机车防撞系统设计

**单片机设计介绍，基于STM32激光远距离测距仪防撞报警系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于STM32激光远距离测距仪防撞报警系统设计概要如下：

一、系统概述

本系统是一个基于STM32微控制器和激光测距技术的远距离防撞报警系统。该系统通过激光测距仪实时测量被测物体与测距仪之间的距离，并结合STM32微控制器的处理能力，实现距离数据的采集、处理以及防撞报警功能。该系统具有高精度、高可靠性、实时性强等特点，适用于各种需要远距离测距和防撞报警的场合。

二、系统组成

本系统主要由以下几个部分组成：

STM32微控制器：作为系统的核心控制单元，负责数据的采集、处理以及控制信号的输出。STM32系列微控制器具有丰富的外设接口和强大的处理能力，能够满足系统的需求。
激光测距仪：采用基于飞行时间（ToF）原理的激光测距技术，能够实时测量被测物体与测距仪之间的距离。激光测距仪具有高精度、快速响应、非接触式测量等优点。
显示模块：用于实时显示被测物体与测距仪之间的距离数据，方便用户观察。可以采用LCD显示屏等显示设备。
报警模块：当被测物体与测距仪之间的距离小于设定的安全距离时，报警模块会发出声光报警信号，提醒用户注意。报警模块可以包括蜂鸣器、LED指示灯等设备。
电源模块：为系统提供稳定的电源供应，保证系统的正常工作。
三、工作原理

系统的工作原理如下：

激光测距仪发射激光脉冲，并接收反射回来的激光脉冲。
STM32微控制器通过I/O接口与激光测距仪连接，实时采集激光测距仪测量的距离数据。
STM32微控制器对采集到的距离数据进行处理，判断被测物体与测距仪之间的距离是否小于设定的安全距离。
如果距离小于安全距离，STM32微控制器控制报警模块发出声光报警信号，提醒用户注意。
同时，STM32微控制器可以将距离数据通过显示模块实时显示出来，方便用户观察。
四、系统特点

高精度：采用激光测距技术，能够实现高精度的距离测量，满足各种高精度测距需求。
快速响应：激光测距仪具有快速响应的特点，能够实时测量被测物体与测距仪之间的距离，保证系统的实时性。
非接触式测量：激光测距仪采用非接触式测量方式，不会对被测物体造成损伤，适用于各种需要非接触式测量的场合。
可靠性高：系统采用成熟的STM32微控制器和激光测距技术，具有较高的可靠性和稳定性。
易于扩展：系统可以根据实际需求进行扩展和定制，如增加更多的传感器、扩展报警方式等。
五、应用领域

本系统可以广泛应用于各种需要远距离测距和防撞报警的场合，如智能车辆、机器人导航、工业自动化等领域。

二、功能设计

1、通过ToF激光测距传感器检测距离，并将距离实时显示在LCD1602液晶上。（ToF激光测距传感器测量范围：5cm-180cm即50mm-1800mm）

2、三个按键设置阈值，分别为设置键、设置+、设置-，其中设置+、设置-只有在设置模式下才能进行操作。分别可以设置测量距离下限L和上限H。

3、在设置模式下，液晶有对应的显示标志，如果实际测量距离不在下限和上限之间，蜂鸣器进行报警提醒。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

————————————————

仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
————————————————

原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

————————————————

六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25