激光测距传感器程序编写，原理、应用与实例解析

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激光測距傳感器程序編寫，原理、應用與實例解析

時間：2024-06-13 18:37:39
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隨著科技的(de)(de)不斷發展，激光測距(ju)傳感(gan)(gan)器已經成為(wei)了許多領域中不可或缺(que)的(de)(de)工具(ju)。本文將詳細介紹激光測距(ju)傳感(gan)(gan)器的(de)(de)原理(li)(li)、應(ying)用以及程序(xu)編寫的(de)(de)相(xiang)關知識，幫助大(da)家更(geng)好(hao)地(di)理(li)(li)解(jie)和利(li)用這一技術。

一、激光測距(ju)傳感器(qi)原理

激(ji)(ji)(ji)光(guang)測(ce)距傳感器是一(yi)(yi)種利(li)用激(ji)(ji)(ji)光(guang)脈(mo)(mo)沖(chong)進(jin)行測(ce)量距離(li)的(de)裝置。其工(gong)作原理是：向(xiang)目(mu)(mu)標(biao)發(fa)射一(yi)(yi)束(shu)短脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)，然后接收(shou)從目(mu)(mu)標(biao)反(fan)射回來的(de)長脈(mo)(mo)沖(chong)激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)。通過(guo)計(ji)算兩束(shu)激(ji)(ji)(ji)光(guang)束(shu)之間的(de)時間差，可(ke)以精確(que)地測(ce)量出目(mu)(mu)標(biao)與傳感器之間的(de)距離(li)。

二、激光測距傳(chuan)感器應(ying)用

1. 機(ji)器人(ren)導航：激光測(ce)距傳(chuan)感器可以為(wei)機(ji)器人(ren)提供(gong)精確(que)的距離信息，幫助機(ji)器人(ren)實現自主(zhu)導航和避障功能。

2. 三維掃(sao)描：通過(guo)多束(shu)激光束(shu)同時測量物體表面的距離(li)，可以構(gou)建出(chu)物體的三維模型，廣泛應用于制造(zao)業(ye)、建筑業(ye)等(deng)領(ling)域。

3. 環境(jing)監測(ce)：激光測(ce)距(ju)(ju)傳感器可(ke)以實時監測(ce)環境(jing)中的距(ju)(ju)離變化，適用于氣象觀測(ce)、地質(zhi)勘探等領域。

4. 家(jia)庭(ting)安(an)防(fang)：激光測距傳感器可(ke)以用于家(jia)庭(ting)安(an)防(fang)系統，如自動感應(ying)門、智能(neng)家(jia)居等，提高家(jia)庭(ting)安(an)全(quan)性(xing)能(neng)。

三(san)、激光測距傳感器程序編寫實例解(jie)析(xi)

以下是(shi)一個簡單的(de)Python代(dai)碼(ma)示例(li)，用于控制基于STM32F103C8T6單片機的(de)激光測(ce)距(ju)傳感器模塊。代(dai)碼(ma)首先初始(shi)化串(chuan)口通信，然(ran)后(hou)(hou)設置激光測(ce)距(ju)模塊的(de)相(xiang)關(guan)參數(shu)(如工作模式、測(ce)量范圍等),最后(hou)(hou)循環讀取距(ju)離(li)數(shu)據并通過串(chuan)口輸(shu)出。

```python

import serial

import time

from machine import I2C, Pin

from struct import pack_into

from fpioa_manager import *

from board import board_info

from mpu6050 import MPU6050

from lcd import LCD

from laser_sensor import LaserSensor

# 初始化串口通信

uart = UART(UART.UART1, 115200)

uart.init(115200, bits=8, parity=None, stop=1)

time.sleep(1)

# 初(chu)始化I2C總線

i2c = I2C(I2C.I2C0,freq=400000)

i2c_scl_hs = Pin(GPIO_NUM_19, Pin.OUT)

i2c_scl_hs.value(1)

i2c_sda = Pin(GPIO_NUM_21, Pin.IN)

i2c_sda.value(0)

i2c.deinit()

i2c.init(I2C.MASTER, baudrate=100000)

time.sleep(1)

LCD.init()

LaserSensor.init()

while True:

d = i2c.recvbytes(0x76,10) # 接收數據地(di)址+長(chang)度(共10字節(jie))

d = bytes([d[0]] + [d[i] << (8*i) for i in range(1,len(d)-1)]) # 將高位字節移到低位字節前面(補齊字節) # 從設備讀取數據后解包成一個完整的32位整型數 adc_result = i2c.readbyte(0x75) # 從設備讀取一個字節數據 adc_result >>= 4 # 將高4位右移至低4位上 adc_result &= 0xF # 將高4位清零 adc_result = (adc_result | (b<<4)) & 0xFF # 將要讀的數據放到結果的高4位上 adc_result = (adc_result & 0xF)| (a<<4) & 0xFF # 將要讀的數據放到結果的低4位上 adc_result = adc_result & 0xFF # 將要讀的數據放到結果的低四位上 adc_result = (adc_result & 0xFF)+((b>>4)*16) & 0xFF # 將高4位乘以16加到結果上 adc_result = (adc_result>>4)& 0xFF # 將結果右移一位并取低四位上的值 adc_result = adc_result >> 4 # 將結果右移一位并取低四位上的值 adc_result = ((adc_result & 0xFFE)|((b & 0xFFE)>>8))& 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上，并將要讀的數據放到結果的高八位上 adc_result = adc_result & 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上 adc_result = adc_result & 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上 adc_result = adc_result & 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上 adc_result = (adc_result>>8)& 0xFF # 將結果右移一位并取低四位上的值 adc_result = (adc_result>>8)+(a&0xFF) & 0xFF # 將結果右移一位并取低四位上的值加上高8位上的值 adc_result = (adc_result>>8)+((b&0xFF)>>8)+((a&0xFF)<<8)& 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上，并將要讀的數據放到結果的高八位上，將要讀的數據放到結果的低8位上 adc_result = adc_result & 0xFFF # 將要讀的數據放到結果的高四位上 adc_result = adc_result >> 8 # 將結(jie)果右移(yi)一(yi)位(wei)并取(qu)(qu)低四位(wei)上(shang)的值 while not i2c.readbyte(address): pass # 如(ru)(ru)果設(she)備(bei)未(wei)(wei)準備(bei)好，等(deng)待一(yi)段時間后(hou)(hou)再嘗(chang)試(shi)讀(du)取(qu)(qu) data += i2c.readbyte(address)*3/4 + i2c.readbyte(address+1)*3/275 + i2c.readbyte(address+2)*3/131 + i2c.readbyte(address+3)*3/9375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/375 *3/ data >>=8; while not i2c.readbyte(address+4): pass # 如(ru)(ru)果設(she)備(bei)未(wei)(wei)準備(bei)好，等(deng)待一(yi)段時間后(hou)(hou)再嘗(chang)試(shi)讀(du)取(qu)(qu) data += i2c.readbyte(address+4)*4 while not i2c.readbyte(address+8): pass # 如(ru)(ru)果設(she)備(bei)未(wei)(wei)準備(bei)好，等(deng)待一(yi)段時間后(hou)(hou)再嘗(chang)試(shi)讀(du)取(qu)(qu) data += i2c.readbyte(address+8)*8 LCD.setColor(red,green,blue);LCD.drawString("Distance=%dcm"%data);time.sleep(1); i2c_sda.value(1);i2c_scl_hs.value(0);LCD.clear();time.sleep(1);i2c_sda.value(0);