激光測距儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)(機(jī)械圖,電路圖,c語言程序)(畢業(yè)論文22000字,cad圖紙,答辯ppt)

摘 要

本次激光測距儀系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的是相位式測距法，相位激光測距又稱調(diào)幅連續(xù)波激光測距通常是基于對目標(biāo)回波相位的探測，在諸如軍事、航空、工業(yè)和體育等領(lǐng)域已經(jīng)取得廣泛的應(yīng)用。相位激光測距儀的發(fā)展趨勢是小型化、高可靠性、便于與其他儀器集成。

本文介紹了相位式激光測距儀的測距原理，提出了測距系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)方案。 設(shè)計(jì)圍繞接收和發(fā)射系統(tǒng)的性能開展，主要包括了鎖相環(huán)、分頻器、信號(hào)整形與放大電路、弱信號(hào)檢測濾波與放大電路、混頻器、鑒相測相器、信號(hào)處理與顯示電路、單片機(jī) 89C51 的軟硬件設(shè)計(jì)和C語言軟件編程等問題。利用Proteus軟件對系統(tǒng)電路進(jìn)行繪制以及利用CAD設(shè)計(jì)了系統(tǒng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)。

關(guān)鍵詞:? 激光測距；相位；鎖相環(huán)；混頻器；分頻器；單片機(jī)

System Design of a Laser Range Finder

ABSTRACT

The phase-ranging method is adopted in the system design of the laser range finder. It is also known as amplitude modulation of continuous wave laser ranging and is usually based on the detection of the phase of the target echo, has been widely used in many fields such as military, aerospace, industrial and sports etc. [畢業(yè)設(shè)計(jì)論文網(wǎng) Doc163.com]

This thesis first introduces ranging principle of phase-shift laser range finder and proposes the concrete design scheme. Design is carried out around the performance of the receive and transmit systems, which includes the designs of phase-locked loop, frequency divider, signal shaping && amplifying circuit, weak signal detection filter && amplifier, frequency mixer, phase discriminator && detector, signal processing and display circuit and the hardware && software of the 89C51 microcontroller, and C language software programming. Proteus software is used to draw the circuits in the system drawing and CAD is applied to design the mechanical structure of the system.

Keywords: Laser ranging; Phase; Phase locked loop; Frequency mixer; Frequency divider; Single chip microcomputer

創(chuàng)新思路

本次設(shè)計(jì)將要完成的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

1．根據(jù)相位式激光測距原理，采用測尺組合頻率和差頻測相的方法完成測量，提高測量精度。 [畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng) https://Doc163.com]

2. 提高整體的穩(wěn)定性，降低消耗。

3. 采用模塊形式提高電路的分辨率，克服電路系統(tǒng)中各個(gè)頻率的干擾。

4. 優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用支架式結(jié)構(gòu)避免測量時(shí)系統(tǒng)晃動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。

本激光測距儀的基本設(shè)計(jì)和參數(shù)指標(biāo)如下：

1、發(fā)射電路：由15MHz的有源晶振(主振)通過分頻產(chǎn)生1.5MHz的晶振(主振2)，兩頻率的晶振同時(shí)驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器LD發(fā)出激光束。

2、接收部分：光電轉(zhuǎn)化器把反射回來的兩束晶振頻率通過放大器將其放大。

3、鎖相環(huán)：15MHz和1.5MHz的晶振分別通過鎖相環(huán)產(chǎn)生15.1MHz和1.51MHz的正弦信號(hào)分別作為本振1和本振2。

4、混頻器：分別把主振信號(hào)和本振信號(hào)、主振與回波信號(hào)、本振與回波信號(hào)混合相減得到對應(yīng)的頻率差并將其放大。

5、緩沖整形：正弦波變方波，模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。

6、CPLD：測量發(fā)射波與回波的相位差。

7、單片機(jī)：處理數(shù)據(jù)與控制顯示。

8、LED數(shù)碼管：顯示測量數(shù)據(jù)。

9、用運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)探測接收部分濾波器和放大器。

10、用于測相的差頻信號(hào)頻率為 10KHz，相位測量精度能達(dá)到千分之一以上。

11、理論測量范圍為100m，測量精度為1cm。 [畢業(yè)設(shè)計(jì)論文網(wǎng) https://www.doc163.com]

12、用雙柵場效應(yīng)管作混頻器，用? LC? 振蕩器作鎖相環(huán)的壓控振蕩器，采用模擬鎖相環(huán)。

13、本系統(tǒng)的特點(diǎn)是高精度、快速、實(shí)時(shí)顯示、操作簡單，數(shù)字與模擬結(jié)合。

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總結(jié)

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