PAGE基于STM單片機(jī)激光測距儀設(shè)計(jì)目錄摘要 11緒論 21.1研究意義 21.2研究進(jìn)展 2120121.3研究內(nèi)容 32總體設(shè)計(jì) 3219253硬件選擇 454683.1硬件電路的芯片介紹 453223.2激光傳感器的選擇 5179783.3顯示屏的選擇 5179783.4語音模塊的選擇 6154564軟件設(shè)計(jì) 677394.1軟件的選擇 740864.2主程序的設(shè)計(jì) 7154565電路設(shè)計(jì) 740865.1距離傳感器電路設(shè)計(jì) 740865.2報(bào)警電路設(shè)計(jì) 8306325.3顯示電路的設(shè)計(jì) 990275.4語音電路的設(shè)計(jì) 10312716系統(tǒng)調(diào)試 1148016.1軟件調(diào)試 1190386.2實(shí)物功能調(diào)試 12參考文獻(xiàn) 16附錄 17附錄1實(shí)物圖 17附錄2總電路仿真圖 19附錄3程序源代碼 21PAGE1摘要：設(shè)計(jì)了一種基于STM32的攝像頭和XKC-KL200激光測距模塊聯(lián)合控制的精準(zhǔn)距離測量儀，該測量儀基于XCK-KL200的檢測，通過圖像處理，識別信息進(jìn)入STM32進(jìn)行檢測、匹配和識別，實(shí)現(xiàn)了一般控制器關(guān)于距離的零誤差測量，精度高，抗干擾能力強(qiáng)，感應(yīng)角度小，使用智能感應(yīng)非接觸開關(guān)，安全衛(wèi)生。在測量距離時(shí)還會(huì)進(jìn)行語音播報(bào)。具有極高的使用價(jià)值和推廣價(jià)值關(guān)鍵詞：測距控制；stm32；XKC-KL200模塊；NY3P035語音芯片；1緒論1.1研究意義隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新以及逬步,激光測距儀的功能也在變得越來越強(qiáng)大。除去系統(tǒng)自動(dòng)化、集成化應(yīng)用程度獲得明顯大幅提升趨勢以外,測量設(shè)備的設(shè)計(jì)精度可靠性也正在變得重要性越來越的高。儀器系統(tǒng)操作應(yīng)用起來都相對較簡便,能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)高精度測量與數(shù)據(jù)質(zhì)量的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)自動(dòng)獲取,具有相對很高程度的可實(shí)用性。目前,這四類測試儀器均已經(jīng)陸續(xù)走出常規(guī)軍用設(shè)備以及工業(yè)科研裝備領(lǐng)域,在各工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中均得到了相對較為迅速廣泛成功的商業(yè)化應(yīng)用,創(chuàng)造開發(fā)出的了的巨大價(jià)值。在很多例如油田開發(fā)勘測、鐵路工程建設(shè)測量等需要非常特殊要求的復(fù)雜作業(yè)與環(huán)境領(lǐng)域,如果測距儀攜帶的產(chǎn)品重量、體積又太的大,攜帶用起來就將會(huì)是極其地不甚方便,給工作人員帶來負(fù)擔(dān)。同時(shí),伴隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的逬一步發(fā)展,各個(gè)行業(yè)對工作效率逐漸有了新的想法。對于測距工作來說,人們希望可以以更快的速度獲得更加精準(zhǔn)的測距結(jié)果,且測距過程要盡可能減少對人工的依靠。同時(shí)即使在較為惡劣苛刻的惡劣外界環(huán)境情況下,激光測距儀設(shè)備依然保證能夠長期正常運(yùn)行工作,且系統(tǒng)具備目前較高等級的系統(tǒng)自動(dòng)化性能水準(zhǔn),操作調(diào)試起來還將顯得更加方便容易。也是因?yàn)榘殡S著中國近么些萬年以來激光技術(shù)事業(yè)的持續(xù)不斷高速發(fā)展,使得中國激光干涉測距激光技術(shù)無論是在科研軍工技術(shù)應(yīng)用開發(fā)方面,還是用在地方科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)環(huán)境建設(shè)改善方面,都顯得非常重要。當(dāng)今的社會(huì)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域產(chǎn)生了非常明顯的影響也是因?yàn)槠渌M成的更具自動(dòng)化的激光測距控制系統(tǒng)。因此,對新型激光測距控制系統(tǒng)的開發(fā)不僅僅具有很重要的研究意義,而且還具有很高的推廣價(jià)值以及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.2研究進(jìn)展國內(nèi)及國外早在公元約20世紀(jì)初的70年代初剛開始興起的那個(gè)時(shí)候光學(xué)及測量技術(shù)用在儀器行業(yè)里的就都已逐漸開始被研究并運(yùn)用的上了激光技術(shù)。世界科學(xué)史上最早的世界第一臺半導(dǎo)體激光器,是最早由美國激光器的發(fā)現(xiàn)者休斯飛機(jī)公司與美國著名科學(xué)家梅曼一起于蘇聯(lián)在蘇聯(lián)1960年首先開始設(shè)計(jì)與研制激光器而并成功獲得應(yīng)用許可的,被人叫做柯麗達(dá)1型。在大約1971年之時(shí),美國稱為美國號的軍方飛機(jī)中就已經(jīng)開始或率先成功地開始配備裝起了AN/GVS-3型紅寶石激光干涉測距武器系統(tǒng)。從此,各國軍隊(duì)里就已經(jīng)逐漸開始都已經(jīng)配備安裝起來使用了這種專用于探測水下和偵查地面目標(biāo)的便攜式水下自動(dòng)激光測距機(jī),在美國的軍隊(duì)潛艇裝備中采用的各種更先進(jìn)的型號艇上配備的新型水下自動(dòng)激光水下自動(dòng)光學(xué)測距機(jī)雷達(dá)裝置等亦已相應(yīng)地慢慢的也開始逐漸得到更廣泛地了開發(fā)和應(yīng)用。20世紀(jì)后的上個(gè)世紀(jì)70年代,有意大利美國公司、法國的俄羅斯設(shè)備公司等這些兩國的著名廠商的國際著名的設(shè)備公司曾先后與開展有過長期合作研究與開發(fā)研制,該設(shè)備技術(shù)產(chǎn)品范圍廣泛涉及于軍事及航天、海洋、工業(yè)機(jī)械制造等等工業(yè)的多個(gè)學(xué)科方面。經(jīng)過了很多年來的持續(xù)不斷地技術(shù)發(fā)展探索,激光測距機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)成功迭代發(fā)展出到了前兩代,已經(jīng)成功的研制發(fā)出到了第3代。第1代的激光紅外測距儀系統(tǒng)最初主要設(shè)計(jì)是主要由紅外光電倍增管和探測器陣列系統(tǒng)以及紅外寶石激光器等系統(tǒng)部件構(gòu)成支撐起來工作的。但是因?yàn)橛衅湓O(shè)備占地面積相對過太廣、重量都很偏重、耗費(fèi)的激光電量還比較的多等多個(gè)比較重要的缺點(diǎn)而被漸漸地被稱為第2代紅寶石激光器系統(tǒng)的激光紅外線測距器系統(tǒng)所取代。第2世代的激光測距系統(tǒng)大多是運(yùn)用于近紅外釹激光器系統(tǒng)中(主要是Nd:YAG激光器)以及PIN光電二極管或者主要是雪崩光電二極管。與美國第一代系統(tǒng)相比,第2代激光雷達(dá)測距雷達(dá)系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)體積大小和整機(jī)耗電量一般都能小出很多,因此它得到了很快速和發(fā)展。到了20世紀(jì)的70年代,YAG激光器應(yīng)用技術(shù)開始趨于全面成熟,將這種新型激光器分別應(yīng)用于各種短程、中程、遠(yuǎn)程波段的新型激光紅外測距跟蹤雷達(dá)中以已經(jīng)形成這樣一種趨勢。但是因?yàn)槠鋵と旌虻臏y距的精度極低、兼容性比較差以及嚴(yán)重?fù)p傷到人眼組織的一些缺點(diǎn),伴隨著第二代激光技術(shù)應(yīng)用與光電子技術(shù)理論的繼續(xù)研究,逐漸開始被第3代的激光測距技術(shù)系統(tǒng)研究所逐漸取代。第3代的激光紅外測距計(jì)系統(tǒng)相比較于前的兩代系統(tǒng)來說也有取得了活力十足新的突破性發(fā)展。其光學(xué)結(jié)構(gòu)上運(yùn)用上了對人眼更加安全無害的紅外激光器,并用上了一些最新發(fā)展的先進(jìn)電子技術(shù)。而且它體積變得更袖珍小、耗電量相對更少而掃描精度又更高。西方多個(gè)國家已開發(fā)研究出一系列了多種用途和不同特點(diǎn)的掃描測距儀器系統(tǒng),有單管光束激光掃描測距器系統(tǒng)、二維激光掃描式測距機(jī)系統(tǒng)等。1.3研究內(nèi)容本產(chǎn)品因基于STM32單片機(jī)所以在運(yùn)行時(shí)耗電低，性能穩(wěn)定，能較好的測量產(chǎn)品與被測量物體之間的距離精準(zhǔn)顯示與物體之間距離的測量結(jié)果，主體硬件方面由XKC-KL200傳感器、1602液晶顯示屏、NY3P035語音芯片所組成，XKC-KL200傳感器發(fā)射激光進(jìn)行測距把信息傳回STM32芯片由單片機(jī)控制液晶顯示屏改變數(shù)字以及語音系統(tǒng)播報(bào)距離，通過RS232串口模塊連接電腦實(shí)現(xiàn)電腦顯示。軟件方面采用抽語言程序編程。通過以上硬件與軟件的結(jié)合共同組成了激光測距控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，并能夠?qū)崿F(xiàn)對測距數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)識別。因?yàn)閱纹瑱C(jī)的兼容性，同時(shí)可以在測距儀里加入蜂鳴器和LED燈進(jìn)行報(bào)警當(dāng)測距儀與被測物體距離太近或者太遠(yuǎn)時(shí)可以進(jìn)行聲光報(bào)警提醒使用者距離的保持，從而保證適當(dāng)?shù)木嚯x，而且報(bào)警的距離可以調(diào)節(jié)，以便適用于各種場合，而且在生活中也可以得到廣泛的運(yùn)用，例如倒車的時(shí)候，司機(jī)就可以知道車子距離后方障礙物還有多遠(yuǎn)。對于測距儀需求的距離可以任意調(diào)節(jié)。測距儀還可以加入NY3P035芯片，再加入語音模塊后，從而進(jìn)行語音報(bào)警和語音播報(bào)測量距離，讓使用者隨時(shí)了解測量的距離進(jìn)行精準(zhǔn)把控，也對使用者進(jìn)行距離提醒，在測距結(jié)束后可以對之前的數(shù)據(jù)進(jìn)行記憶，也可以查看之前幾次的測量數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行測量數(shù)據(jù)上的比對和校驗(yàn)。2總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主題硬件由XCK-KL200模塊，NY3P035芯片，LCD1602液晶顯示器進(jìn)行組成由電源給單片機(jī)芯片供電，激光傳感器把激光發(fā)回的信號進(jìn)行傳輸，傳輸給單片機(jī)單片機(jī)進(jìn)行判斷是否小于預(yù)先設(shè)定的距離，并實(shí)時(shí)在顯示屏上進(jìn)行顯示，顯示屏上會(huì)顯示預(yù)先設(shè)計(jì)的距離以及當(dāng)前XCK-KL200模塊進(jìn)行檢測發(fā)回的距離，當(dāng)距離小于預(yù)設(shè)距離時(shí)揚(yáng)聲器與蜂鳴器工作，并播報(bào)當(dāng)前距離，并進(jìn)行報(bào)警。圖2-1-1為本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架圖電源激光傳感器控制按鈕單片機(jī)芯片揚(yáng)聲器電源激光傳感器控制按鈕單片機(jī)芯片揚(yáng)聲器顯示屏圖2-1-1本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)框架圖3硬件選擇3.1硬件電路的芯片介紹在推出了STM32F105型系列和STM32F107型互連型系列這樣的新一代微控制器產(chǎn)品系列之前,意法半導(dǎo)體公司還已經(jīng)曾分別成功推出了過STM32基本型系列、增強(qiáng)型系列、USB基本型系列、互補(bǔ)型系列等等型號;所有這些較新出的增強(qiáng)型系列產(chǎn)品全部仍然沿用到了增強(qiáng)型系列產(chǎn)品的最高的72MHz的前端總線處理頻率。內(nèi)存類型包括從64KB的閃存到256KB的閃存和從20KB的閃存到64KB內(nèi)存的嵌入式SRAM。新系列產(chǎn)品主要采用了LQFP64、LQFP100和LFBGA100這三種標(biāo)準(zhǔn)封裝,不同尺寸規(guī)格的三種標(biāo)準(zhǔn)封裝仍能有效保持其引腳排列一致性,結(jié)合基于STM32平臺的硬件設(shè)計(jì)及優(yōu)化的理念,開發(fā)項(xiàng)目小組人員已能輕松通過自主編程選擇新產(chǎn)品并且可隨時(shí)自行重新進(jìn)行設(shè)置及優(yōu)化配置其主要功能、存儲器、性能和引腳數(shù)量,以快速獲得當(dāng)前最小數(shù)量可用的硬件參數(shù)變化空間來實(shí)現(xiàn)完全無法滿足對其進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)時(shí)的一些實(shí)際工程應(yīng)用場景需求TM32互連系列產(chǎn)品還同時(shí)將可以提供到一種能夠與幾乎所有的其它廠家的STM32微控制器產(chǎn)品采用相同接口規(guī)格設(shè)計(jì)的軟件標(biāo)準(zhǔn)接口,這種軟件外設(shè)共用性已經(jīng)極大地提升了到了整個(gè)產(chǎn)品家族體系中產(chǎn)品的軟件的應(yīng)用功能和操作靈活性,使軟件設(shè)計(jì)及開發(fā)和設(shè)計(jì)專業(yè)人員們幾乎同時(shí)可以輕松做到在多個(gè)軟件產(chǎn)品的開發(fā)或設(shè)計(jì)操作流程體系中同樣可以無需重復(fù)的直接使用連接到了同一個(gè)軟件。新的STM32的標(biāo)準(zhǔn)串行外設(shè)接口包括增加了大約10個(gè)串行定時(shí)器、兩個(gè)12位的并行1-Msample/s和模數(shù)轉(zhuǎn)換器接口(交錯(cuò)模式下2-Msample/s)端口、兩個(gè)12位的并行數(shù)模轉(zhuǎn)換密碼器、兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)串行I2C總線接口、五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并行USART接口和三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)并行SPI端口。新開發(fā)的產(chǎn)品外設(shè)共有約12億條的DMA通道,還有一個(gè)CRC計(jì)算單元,像目前許多其它廠商的STM32位微控制器的產(chǎn)品一樣,支持96位的唯一標(biāo)識碼超低功耗技術(shù)平臺也將仍然是一個(gè)確保STM32L系列芯片取得到了一個(gè)業(yè)內(nèi)的最領(lǐng)先級別的超高低能效性能水平的主要技術(shù)關(guān)鍵。這個(gè)超低功耗技術(shù)平臺現(xiàn)在仍然也將可以繼續(xù)被廣泛用來設(shè)計(jì)廣泛地生產(chǎn)用于意法半導(dǎo)體封裝中的高性能的8位微控制器STM8L系列產(chǎn)品。EnergyLite?超低功耗技術(shù)平臺是一項(xiàng)基于日本意法半導(dǎo)體集團(tuán)獨(dú)有技術(shù)平臺的新型130納米nm制造和封裝新工藝,為保證能夠持續(xù)實(shí)現(xiàn)超極低耗的零泄漏電壓和電流特性,意法半導(dǎo)體集團(tuán)近期對該技術(shù)封裝及平臺系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了一次全面和深度地設(shè)計(jì)及優(yōu)化。在維持正常電池工作充電條件下和睡眠待機(jī)工作模式前提下,EnergyLite?超低功耗技術(shù)平臺還將可以有效確保在最大程度的最小限度上的提升電池能效。基本尺寸參數(shù)此外,該技術(shù)平臺上使用到的內(nèi)嵌閃存模塊均采用到了德國意法半導(dǎo)體集團(tuán)所開發(fā)獨(dú)有知識產(chǎn)權(quán)的超低功耗閃存技術(shù)?；緟?shù)這個(gè)平臺系統(tǒng)中還可同時(shí)集成提供了直接訪外存功能(DMA)和支持功能,在維持整個(gè)嵌入式應(yīng)用程序及系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行速度的工作過程中即使關(guān)閉掉了閃存電源系統(tǒng)和CPU,外設(shè)芯片系統(tǒng)仍然還會(huì)始終保持一個(gè)最佳的工作及負(fù)載運(yùn)行狀態(tài),從而也無疑都可為整個(gè)嵌入式平臺開發(fā)以及應(yīng)用研究人員們大幅的節(jié)省出了大量且寶貴的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。STM32F103C8T6單片機(jī)芯片如圖3-1-1所示。圖3-1-1STM32F103C8T6單片機(jī)芯片管腳圖3.2激光傳感器的選擇在距離測量方面，本文采用XCK-KL200模塊，圖3-3-1所示為模塊與控制器對接，圖3-3-2為模塊實(shí)物圖XKC-KL200傳感器是一款通過智能非接觸式開關(guān)、帶有標(biāo)準(zhǔn)的UART和串口,高低電平或NPN電路來驅(qū)動(dòng)傳感器輸出電信號的新型激光自動(dòng)測距式傳感器。該激光傳感器可利用激光束對周圍物體漫反射原理:當(dāng)一人或多個(gè)物體一起進(jìn)入到傳感器上設(shè)定位置的激光感應(yīng)區(qū)域,傳感器會(huì)輸出激光信號,同時(shí)傳感器能保證精確測量輸出目標(biāo)距離;人進(jìn)入或當(dāng)物體完全離開感應(yīng)區(qū)后傳感器關(guān)閉則自動(dòng)關(guān)閉信號輸出。此紅外傳感器也有很多新特點(diǎn),在室內(nèi)環(huán)境情況下,實(shí)時(shí)最大測量紅外距離能達(dá)每秒4米,它的抗干擾檢測能力就很的強(qiáng),不受外界物體表面顏色變化影響,在很多極端的狀況下都可以正常工作。在正常情況下它的探測感應(yīng)角度很小,相對應(yīng)的該激光傳感器所帶來的誤差很小,可以相對精準(zhǔn)的探測想要的距離,此傳感器擁有多種方式輸出,可兼容多種儀器,使用起來及其方便。圖3-3-1XCK-KL200模塊與控制器對接圖3-3-2XCK-KL200模塊實(shí)物圖3.3顯示屏的選擇顯示屏本款設(shè)計(jì)所采用到的液晶顯示屏模塊是指一款新型LCD1602型系列數(shù)字液晶顯示器。LCD1602字符型系列液晶顯示器模塊是在當(dāng)前國內(nèi)廣泛的被人們使用了起來的一種又的一種新型的字符型系列數(shù)字液晶顯示模塊。它是基本元件是指通過由字符型數(shù)字液晶顯示屏塊(LCD)模塊、控制單元與擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)元件模塊主控制電路芯片HD44780芯片及其他擴(kuò)展電路和擴(kuò)展驅(qū)動(dòng)元件控制電路單元HD44100,以及其它的少量簡單的電阻、電容元件模塊和結(jié)構(gòu)件塊等模塊進(jìn)行裝配并焊接后在同一個(gè)PCB的樣板層上連續(xù)生產(chǎn)組裝而組成。不同的芯片廠家所設(shè)計(jì)生產(chǎn)及使用到的LCD1602芯片價(jià)格雖然可能也還有一些所小不同,但在具體實(shí)際使用得到的報(bào)價(jià)方法也基本上也都是完全是一樣的。為了能夠大大的降低實(shí)際采購的成本,絕大多數(shù)芯片的實(shí)際制造生產(chǎn)工廠商都是可以最直接方便的將裸片直接的做到板子上。它的管腳如下圖3-4-1圖3-4-1LCD1602引腳圖3.4語音模塊的選擇本產(chǎn)品所用的語音模塊采用NY3P035語音芯片。芯片管腳如圖3-5-1所示。NY3P035語音芯片產(chǎn)生的聲音音質(zhì)較好，能夠靈活控制，同時(shí)使用壽命較長。圖3-5-1NY3P035語音芯片管腳圖4軟件及電路設(shè)計(jì)4.1軟件的選擇本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使用Keiluvision5軟件來為STC89C52單片機(jī)編寫程序。它具有以下優(yōu)點(diǎn)。Keil5的操作界面簡單，能夠讓初學(xué)者快速使用。Keil5可以編寫不同型號單片機(jī)的程序，兼容性強(qiáng)。Keil5的下載速度快，能夠快速的導(dǎo)入、導(dǎo)出數(shù)據(jù)。Keil5能夠完美兼容上幾個(gè)版本Keil軟件。Keil5能夠在多種系統(tǒng)環(huán)境下運(yùn)行（Win7、Win8、Win10等）。Keil5可以用現(xiàn)今流行的C語言編寫代碼，操作方便。4.2主程序的設(shè)計(jì)主程序，主要用來控制距離子函數(shù)、顯示子函數(shù)、報(bào)警子函數(shù)、語音子函數(shù)。通過使用Keiluvision5軟件來為STC89C52單片機(jī)編寫程序。下圖4-2-1為主程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖距離子函數(shù)距離子函數(shù)顯示子函數(shù)報(bào)警子函數(shù)總函數(shù)語音子函數(shù)4-2-1主程序設(shè)計(jì)圖5電路設(shè)計(jì)5.1距離傳感器電路設(shè)計(jì)下圖5-1-1為距離傳感器電路設(shè)計(jì)圖，當(dāng)距離測量傳感器在檢測接收到的距離傳感器信息時(shí),將測量信息實(shí)時(shí)傳輸反饋到單片機(jī),隨后由單片機(jī)直接將該信息直接傳輸回給液晶顯示屏,并且得到實(shí)時(shí)顯示。5-1-1為距離傳感器電路設(shè)計(jì)圖下圖5-1-2為距離傳感器工作流程圖。當(dāng)供電開始時(shí)，單片機(jī)各電路進(jìn)行初始化。這時(shí)，距離傳感器開始進(jìn)行工作，它將收集到的距離傳感器信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)芯片，同時(shí)單片機(jī)將信息傳輸?shù)斤@示屏上，顯示屏通過計(jì)算將這些信息顯示在屏幕上。開始開始初始化距離傳感器單片機(jī)顯示屏返回圖5-1-2為距離傳感器工作流程圖5.2報(bào)警電路設(shè)計(jì)下圖5-2-1距離報(bào)警電路，是通過給XKC-KL200距離傳感器設(shè)置一個(gè)理想中的閾值。當(dāng)工作電路接通時(shí)，如果傳感器距離小于閾值。此時(shí)，蜂鳴器會(huì)產(chǎn)生響聲，發(fā)光二極管將會(huì)閃爍。距離傳感器通過內(nèi)部電路檢測實(shí)時(shí)的距離信息，將檢測距離的模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)通過快速的計(jì)算，將信息反饋給外部電路。外部電路判斷信息，判斷是否開始工作。圖5-2-1距離報(bào)警電路如圖5-2-2為激光測距流程圖，當(dāng)激光傳感器接收到前方物體時(shí)，它會(huì)把信息傳給單片機(jī)，單片機(jī)通過判斷是否小于設(shè)定值然后進(jìn)行隨后將信息傳遞給外部特定電路，來判斷是否開始工作。5-2-2激光測距流程圖5.3顯示電路的設(shè)計(jì)圖5-3-1為顯示電路設(shè)計(jì)圖，顯示屏在接收到單片機(jī)的信息時(shí)，它會(huì)先進(jìn)行初始化，然后將單片機(jī)傳輸?shù)男畔@示在屏幕上。圖5-3-1顯示電路設(shè)計(jì)圖顯示模塊在進(jìn)行工作時(shí)，需要初始化。單片機(jī)收集環(huán)境參數(shù)之后，LCD1602顯示屏將會(huì)將這些收集到的環(huán)境參數(shù)信息轉(zhuǎn)變成圖形、文字信息呈現(xiàn)在顯示屏上。下圖5-3-2為顯示電路子程序設(shè)計(jì)流程圖。開始開始判斷環(huán)境參數(shù)初始化顯示屏工作結(jié)束是否圖5-3-2顯示電路子程序設(shè)計(jì)流程圖5.4語音電路的設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)利用NY3P035芯片來搭建語音電路。它的主要功能是為了播報(bào)出現(xiàn)的距離異常。如下圖所示，下圖5-4-1為語音電路設(shè)計(jì)圖。圖5-4-1語音電路設(shè)計(jì)圖當(dāng)單片機(jī)通電輸出后,開始自動(dòng)進(jìn)入初始化,同時(shí)距離傳感器將開始自動(dòng)工作,當(dāng)距離值小于了我們事先設(shè)置過的閾值范圍的范圍時(shí)候,單片機(jī)控制器將會(huì)開始發(fā)送指令信息給語音模塊,此時(shí)語音開始工作。下圖5-4-2為語音模塊子程序設(shè)計(jì)流程圖。開始開始判斷環(huán)境參數(shù)距離傳感器語音模塊工作初始化結(jié)束是否圖5-4-2語音模塊子程序設(shè)計(jì)流程圖6系統(tǒng)調(diào)試6.1軟件調(diào)試本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，選擇了Keil集成開發(fā)平臺作為軟件程序的開發(fā)平臺。該軟件可以支持各種單片機(jī)控制軟件程序的開發(fā)和調(diào)試。同時(shí)，它支持使用C語言和匯編代碼來編寫程序。當(dāng)使用此軟件時(shí)，可以完成代碼程序的編寫、編譯、代碼程序連接以及調(diào)試。同時(shí),該開發(fā)平臺內(nèi)有了大量豐富的函數(shù)庫可提供軟件開發(fā)相關(guān)人員可直接參考使用,大大的提高了軟件開發(fā)專業(yè)人員程序庫的綜合開發(fā)運(yùn)行效率而且有效減少降低了開發(fā)軟件程序中的出錯(cuò)率,使得開發(fā)工作更加穩(wěn)定。下圖6-1-1為軟件調(diào)試圖。6-1-1軟件調(diào)試圖在使用Keil之前，需要配置Keil，以便Keil可以調(diào)用所用MCU的寄存器，庫函數(shù)等。固件庫或寄存器可在配置期間使用。大多數(shù)項(xiàng)目可以使用固件庫進(jìn)行配置。因?yàn)槭褂霉碳炫渲?，所以可以使用固件庫封裝的庫函數(shù)。此溫度控制代碼也是基于庫函數(shù)編寫的，有利于工程開發(fā)，因此有必要在Keil中配置STM32F1的固件庫6.2實(shí)物功能調(diào)試激光測距儀感受到距離傳感器發(fā)回的消息并判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)下圖6-2-1為本畢業(yè)設(shè)計(jì)未通電時(shí)的實(shí)物圖圖6-2-1畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)物圖下圖6-2-2為本設(shè)計(jì)通電后的實(shí)物展示圖，從圖上可以看到顯示屏第一行是實(shí)時(shí)監(jiān)測距離，第二行是設(shè)定距離圖6-2-2畢業(yè)設(shè)計(jì)通電后的實(shí)物展示圖下圖6-2-3為本設(shè)計(jì)通電以后，當(dāng)測量的距離比預(yù)先設(shè)定的距離小時(shí)的實(shí)時(shí)顯示圖，此時(shí)可以明顯的看見顯示器第一行發(fā)現(xiàn)了明顯的變化，顯示出當(dāng)前的測量距離，此時(shí)距離傳感器旁邊的二極管開始閃爍，說明發(fā)現(xiàn)異常。此時(shí)圖中喇叭開始工作，自動(dòng)播報(bào)：“當(dāng)前距離多少厘米”圖6-2-3畢業(yè)設(shè)計(jì)通電后的實(shí)物工作展示圖在此做完實(shí)物后對此激光測距儀進(jìn)行測試，測試其測量距離是否準(zhǔn)確，以及誤差是否偏大，對激光測距儀進(jìn)行20次測量，并且每次的測量距離在零至兩米不等，以及在小于設(shè)置距離時(shí)是否報(bào)警，10次在設(shè)定距離遠(yuǎn)處進(jìn)行測量，10次在設(shè)定距離小的地方進(jìn)行測量，從而判斷是否會(huì)誤判以及是否小于設(shè)定距離時(shí)不會(huì)報(bào)警，以此得出報(bào)警的靈敏度是否靈敏以及出錯(cuò)率。圖6-2-4為測量距離時(shí)的照片，表6-2-1為測量20次的情況圖6-2-4測量距離時(shí)表6-2-1測量20次的情況測試長度/cm測距儀顯示顯示長度/cm設(shè)定距離/cm是否播報(bào)200200100否190191100否180180100否170170100否160159100否150