基于51单片机的手持式激光+测距仪设计与实现

第二章 硬件介绍

2.1 STC89C52概述
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模技术吧具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM，只读存储器ROM，多种I/O口和中断系统，定时器计数器等功能（还包括显示驱动电路，模拟多路转换器，A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
因为单片机也是重要的计算机分支领域，所以对其的分类也是十分重要的和必要的。而在将其分类时，我们可以根据单片机本身的发展情况和应用领域，粗略的将其分为如下几个类型：专用型，通用型，非总线型，总线型，工控型，家电型。具体各个类型的用途和发展情况就不一一的详述了。
想要实现系统功能，就必须完成单片机与电路或外部功能信息交流。这时就需要用到管脚将它们相连接达到通连的效果，同时我们也称管脚将单片机的外特性表现出来。科技的进步，单片机也更加注重体积和外观了，所以科学家想出了让很多引脚是双功能或多功能的。就现在的情况来说，51单片机的封装形式是多种多样，本设计就以40线双列直播式封装形式为例尽心详细介绍，如图2-1所示。

图2-1 51单片机管脚图

1 主电源引脚
VCC—40脚。正常运行和编程校验电源为+5V，有些产品可放宽至2.7~6.0V。
VSS—20脚。电路接地。
2 时钟源
XTAL1—19脚。一般外接晶振的引脚。当单片机直接采用外部振荡信号源接地电平。
XTAL2—18脚。外接晶振的另一引脚。当单片机直接采用外部振荡信号源则作为输入端口。
3 控制,选通或复用
RST/Vpd—9脚。作为单片机复位信号输入端口。
ALE/PROG—30脚。作为输出允许地址锁存信号的输出端口，当编程入写时也是编程脉冲的输入端。
PSEN—29脚。作为连接外部程序存储器的选通信号输出端口，输出低电平时有效。
EA/Vpp—31脚。作为连接外部或内部程序存储器的选通信号输入端口，输入低电平时有效。
4 多功能I/O端口
P0 口—32~39脚。8位漏极开路双向I/O口。
P1 口—1~8脚，具有内部上拉电路8位准双向I/O口。
P2 口—21~28脚，具有内部上拉电路8位准双向I/O口。
P3 口—10~17脚，具有内部上拉电路的准双向I/O口，实际是个特殊的第二变异功能端口。
51单片机就是通过外部封装的40条脚组合成各不相同的应用系统。
51单片机核心组成部分则如下：
主要是由算术逻辑单元，累加器和寄存器组成的运算器；由指令寄存器，时序发生器和操作控制器的程序计数器和由程序计数器，指令寄存器，时序发生器和操作控制器组成的控制器以及主要寄存器。
第三章 硬件系统介绍
3.1 红外激光测距的实现构想
为了实现红外激光测距，在硬件设计中，我们可以使红外激光发射驱动电路驱动发射头的红外二极管发出红外激光，当红外激光由CCD接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值，因为接收到的光距离CCD中心距离会随距离的缩小而增大，红外接收电路转化的电压值会随之增强。又因为电压与距离成比例，通过对转换的电压的计算，我们可以知道红外发射模块与接收模块的距离。
我们采用LCD显示屏动态显示变化中的距离， LCD显示器与STC89C52芯片的P0口与P2.0-2.5接口相接，在接受激光过程中，STC89C52芯片内部会将电压模拟量通过A/D转换将其转化为可显示的数字量，然后通过LCD显示器显示出。键盘与AT89C52芯片的P1.3、P1.4、P1.5引脚相接，通过键盘接口可以实现设置距离的报警值。而通行串口通过P3.0，P3.1进行下载与擦除。

3.2 结构框图

图3-1 结构框图
3.3 系统硬件结构电路图
整个红外测距系统由STC12C5A芯片、红外激光测距模块、键盘、A/D转换电路与LCD显示器等构成，如图3-2所示。

图3-2 整体电路图
第四章软件系统设计
4.1 系统软件流程图
按工作原理与硬件结构分析可知系统主程序工作流程图（如图4-1）。在整个系统运行过程中。当红外系统被启动后，首先，对STC12C2单片机进行初始化。然后，当STC89C2单片机接收到红外接收电路传输的电压信号后，经A/D转换程序，将片外的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号，并经电压和距离转换子程序，将变化的电压转换为距离。最后，在动态扫描LCD显示器上显示出来。主程序流程图上图所示。

图4-1 软件流程图

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