基于单片机光纤测距系统的设计与实现

发布时间：2024-02-04 21:19

　　光纤由于其频带宽、损耗低及抗干扰能力强等优点已被广泛地应用在通信、电子及电力方面,是我们生产生活中必不可少的媒介。在实际的光纤实验、安装、运营和维护工作中,一种精准、轻便和易操作的光纤测距系统显得尤为重要。设计中采用基于单片机的激光测距系统,以相位式激光测距法为核心,包括显示模块、模式选择模块、按键输入模块,该系统具有激光测距、复位、模式选择、校准、数值输入与显示功能。整个系统与传统的光纤测距仪相比有着低成本、轻便、功能人性化、便于操作等优点。

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【部分图文】：

图1相位法测距原理图

相位式激光测距是用调制信号将发射激光进行调制，通过测量连续的被调制的光波信号在被测距离上往返所产生的相位差，间接得测定激光的传播时间，从而计算出待测距离[3-4]。原理图如图1、图2所示。假设调制光波为频率为f的正弦波，根据波动方程可知，光在空气传播过程中产生的相位位移与待测距离....

图2激光测距示意图

其中f为正弦波频练，L为待测距离，c为光在空气中的传播速度。因此通过计算可得待测距离L为：

图3基于单片机的光纤测距系统的总体设计框图

激光模块与待测光纤采用自制的双端光纤连接头，为双端的FC圆型带螺纹接口，光纤双端分别与激光模块的发射端与接收端对接，连接卡口的设计主要目的是为了让激光模块与光纤精准对接，使激光的发射与接收损失降低，提高光纤测距的灵敏度与准确性。3硬件电路设计

图4系统软件实现流程图

基于C语言进行系统的功能软件实现，主要包括系统初始化、LCD显示功能、I/O通信、独立按键与矩阵键盘输入功能以及计算功能。系统初始化包括单片机自身的寄存器、时钟与串口等的初始化，对LCD1602显示屏的初始化，同时包括对计算使用的参数进行初始化。LCD1602显示部分包括指针移动....

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