嵌入式激光测距报警器的设计【字数：6752】
摘 要本文首先分析了激光测距原理，继而选择相位式激光测距。采用VL53L0X激光测距模块，来满足对测量距离和测距精度的要求。我们总体选择了STM32作为嵌入式系统的开发板，VL53L0X测距模块、LCD显示模块等完成测距仪的硬件设计。以一款STM32开发板做开发平台，建立MDK-ARM的编译环境，以Cortex-M3为核心处理器。硬件上设计了STM32开发板和测距模块之间的I2C数字通信连接，并完成了驱动程序简单测试应用程序的开发。我们在STM32开发板上运用MDK-ARM开发环境，编译整个系统软件的主函数，编写VL53L0X测距模块的驱动程序，TFT LCD模块的屏幕显示程序和汉字显示程序，从而实现整体的激光测距软件硬件连通后的报警系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
第二章 课题研究和实现方法 2
2.1 研究内容 2
2.2 研究步骤与设计思路 2
第三章 嵌入式开发硬件设计 4
3.1 嵌入式开发板介绍 4
3.2 测距模块 6
3.3 TFT LCD显示模块 9
第四章 软件驱动介绍 12
4.1 系统软件程序流程 12
4.2 LCD显示模块驱动 13
4.3 测距模块驱动 15
第五章 嵌入式系统设计开发平台的搭建 16
5.1 下载程序 16
5.2 实物照片（初始） 17
5.3 移动测距模块 18
结束语 20
致 谢 21
第一章 绪论
1.1 研究背景
距离在我们日常生活已经成为密不可分的元素，它无处不在，我们肉眼有时只能估算出大概的距离，而不能看出准确的数字。在我们开车时，由于视线干扰，我们对车辆与障碍物的距离便很难准确判断。或是房屋装修时我们需要准确知道地面与地板的距离，墙与墙之间的距离，来算面积。或是在工业检测方面，更稳定精确的测距系统便是我们需要考虑的方向。这时，我们变需要测距系统来应付生活中各式各样的场景。在众多测距方 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
法中，我们可以选择激光测距，它因为操作简便，测量精度高，在生活中可多以应用。在科技水平日新月异的今天，我们
的集成电路的发展和计算机水平的提高，嵌入式开发已经成为具有影响力的技术。如今它在智能穿戴，机器人，工控等场景都有广泛应用。我们选择STM32，由于它的内部集成模块丰富，性能强大，作为嵌入式开发的开发主板，搭载VL53L0X测距模块，TFT LCD显示模块。集成一个轻便可以测量物体距离又可发光报警的的系统，可以完成生活中一些需要测距报警的小场景。基于嵌入式的激光测距，可以在工业检测，汽车倒车与导航，机器人，飞行器等一些方面大放异彩。
1.2 研究意义
随着测距水平的提高，激光测距已经成为测距界重要的一部分。在不断提高的测距精度，加快的测量速度，加强的测距的可靠性下，激光测距仪越来越数字化，小型化，使用的越来广泛。针对这种情况，本课题提出了一个基于嵌入式系统的激光测距系统，为了把不同的设备不同的模块尽可能的集成在一个便捷，小型的系统上。所以我们使用STM32作为开发平台，为了把测距模块和显示模块应用到更广泛的嵌入式系统中，使用MDK的编译环境，开发板与VL53L0X测距模块的连接和TFT LCD显示模块的连接在嵌入式下设备驱动程序就显得极为重要的意义。本课题的设计可以应用到生活中的许多地方，我们想测量与物体的距离时，只要拿出我们的设备，用两个USB接口连接到电源，便可以之间测量。此设计也可以运用在倒车的时候，当我们给与一个数值时，如与障碍物距离100mm时，此系统就会闪灯，提醒我们。在生活中，遇到小距离精确测量时，我们就可以用到这款嵌入式激光测距报警器。
第二章 课题研究和实现方法
2.1研究内容
（1）介绍了课题研究的背景，?选择比较了测距方式，选用VL53L0X测距模块。
（2）介绍了TFT LCD显示模块，对LCD硬件设计和特点分析。
（3）介绍了硬件平台STM32，并根据课题的需求对嵌入式系统进行配置，包括串口的配置、灯亮灯灭的配置以及程序编译等。
（4）详细介绍了测距仪的功能与显示界面的设计。
（5）讲述了编译环境下对测距模块和显示模块程序的编写。
（6）对系统整体进行了测试，激光测距仪模块的联合调试，测试显示模块的实现，测量数据的变化。
（7）总结了课题的研究成果，分析了课题的整个流程和实现方法，致谢以及对之后工作的分析。
2.2 研究步骤与设计思路
2.2.1 研究步骤
（1）查阅嵌入式开发相关资料和文献，了解课题的背景。
（2）熟悉嵌入式开发环境，学习使用C语言编程。
（3）查阅嵌入式开发课程，选取核心板为STM32。
（4）将硬件连接：VL53L0X测距模块和TFT LCD显示模块与开发板的连接。
（5）软件设计：编写测距程序，显示程序，报警程序。
（6）实验完成后，测试并得出结论。
2.2.2 设计思路
2.2.3 系统总体设计设计流程图
图2 1 系统总体设计流程图
为了实现激光测距报警器，我们采用了STM32开发板，VL53L0X测距模块和TFTLCD显示模块。我们将两个模块连接到开发板上，将JTAG模式配置，下载到开发板上。接着通过MDKARM工程编译环境将测距模块驱动程序和显示模块驱动程序编写到开发板。当测距系统静止时灯灭，设定一个数值，移动测距系统到“100”以上时，LED灯亮。
第三章 嵌入式开发硬件设计
3.1 嵌入式开发板介绍
3.1.1 STM32
市面上最早推出的Cortex内核的微控制器的公司是意法半导体公司，该公司设计生产的系列产品STM32完全体现了CortexM3型内核的各种优势，具有低成本、高性能的特性。STM32型微控制器芯片内部的元器件高度集成，大大方便了后期开发的，极具便利性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
第二章 课题研究和实现方法 2
2.1 研究内容 2
2.2 研究步骤与设计思路 2
第三章 嵌入式开发硬件设计 4
3.1 嵌入式开发板介绍 4
3.2 测距模块 6
3.3 TFT LCD显示模块 9
第四章 软件驱动介绍 12
4.1 系统软件程序流程 12
4.2 LCD显示模块驱动 13
4.3 测距模块驱动 15
第五章 嵌入式系统设计开发平台的搭建 16
5.1 下载程序 16
5.2 实物照片（初始） 17
5.3 移动测距模块 18
结束语 20
致 谢 21
第一章 绪论
1.1 研究背景
距离在我们日常生活已经成为密不可分的元素，它无处不在，我们肉眼有时只能估算出大概的距离，而不能看出准确的数字。在我们开车时，由于视线干扰，我们对车辆与障碍物的距离便很难准确判断。或是房屋装修时我们需要准确知道地面与地板的距离，墙与墙之间的距离，来算面积。或是在工业检测方面，更稳定精确的测距系统便是我们需要考虑的方向。这时，我们变需要测距系统来应付生活中各式各样的场景。在众多测距方 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
法中，我们可以选择激光测距，它因为操作简便，测量精度高，在生活中可多以应用。在科技水平日新月异的今天，我们
的集成电路的发展和计算机水平的提高，嵌入式开发已经成为具有影响力的技术。如今它在智能穿戴，机器人，工控等场景都有广泛应用。我们选择STM32，由于它的内部集成模块丰富，性能强大，作为嵌入式开发的开发主板，搭载VL53L0X测距模块，TFT LCD显示模块。集成一个轻便可以测量物体距离又可发光报警的的系统，可以完成生活中一些需要测距报警的小场景。基于嵌入式的激光测距，可以在工业检测，汽车倒车与导航，机器人，飞行器等一些方面大放异彩。
1.2 研究意义
随着测距水平的提高，激光测距已经成为测距界重要的一部分。在不断提高的测距精度，加快的测量速度，加强的测距的可靠性下，激光测距仪越来越数字化，小型化，使用的越来广泛。针对这种情况，本课题提出了一个基于嵌入式系统的激光测距系统，为了把不同的设备不同的模块尽可能的集成在一个便捷，小型的系统上。所以我们使用STM32作为开发平台，为了把测距模块和显示模块应用到更广泛的嵌入式系统中，使用MDK的编译环境，开发板与VL53L0X测距模块的连接和TFT LCD显示模块的连接在嵌入式下设备驱动程序就显得极为重要的意义。本课题的设计可以应用到生活中的许多地方，我们想测量与物体的距离时，只要拿出我们的设备，用两个USB接口连接到电源，便可以之间测量。此设计也可以运用在倒车的时候，当我们给与一个数值时，如与障碍物距离100mm时，此系统就会闪灯，提醒我们。在生活中，遇到小距离精确测量时，我们就可以用到这款嵌入式激光测距报警器。
第二章 课题研究和实现方法
2.1研究内容
（1）介绍了课题研究的背景，?选择比较了测距方式，选用VL53L0X测距模块。
（2）介绍了TFT LCD显示模块，对LCD硬件设计和特点分析。
（3）介绍了硬件平台STM32，并根据课题的需求对嵌入式系统进行配置，包括串口的配置、灯亮灯灭的配置以及程序编译等。
（4）详细介绍了测距仪的功能与显示界面的设计。
（5）讲述了编译环境下对测距模块和显示模块程序的编写。
（6）对系统整体进行了测试，激光测距仪模块的联合调试，测试显示模块的实现，测量数据的变化。
（7）总结了课题的研究成果，分析了课题的整个流程和实现方法，致谢以及对之后工作的分析。
2.2 研究步骤与设计思路
2.2.1 研究步骤
（1）查阅嵌入式开发相关资料和文献，了解课题的背景。
（2）熟悉嵌入式开发环境，学习使用C语言编程。
（3）查阅嵌入式开发课程，选取核心板为STM32。
（4）将硬件连接：VL53L0X测距模块和TFT LCD显示模块与开发板的连接。
（5）软件设计：编写测距程序，显示程序，报警程序。
（6）实验完成后，测试并得出结论。
2.2.2 设计思路
2.2.3 系统总体设计设计流程图
图2 1 系统总体设计流程图
为了实现激光测距报警器，我们采用了STM32开发板，VL53L0X测距模块和TFTLCD显示模块。我们将两个模块连接到开发板上，将JTAG模式配置，下载到开发板上。接着通过MDKARM工程编译环境将测距模块驱动程序和显示模块驱动程序编写到开发板。当测距系统静止时灯灭，设定一个数值，移动测距系统到“100”以上时，LED灯亮。
第三章 嵌入式开发硬件设计
3.1 嵌入式开发板介绍
3.1.1 STM32
市面上最早推出的Cortex内核的微控制器的公司是意法半导体公司，该公司设计生产的系列产品STM32完全体现了CortexM3型内核的各种优势，具有低成本、高性能的特性。STM32型微控制器芯片内部的元器件高度集成，大大方便了后期开发的，极具便利性。
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