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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(ke)技的(de)(de)不(bu)斷(duan)發展，激光測(ce)距傳(chuan)感器已經(jing)成(cheng)為了許(xu)多(duo)領域(yu)中(zhong)不(bu)可或缺(que)的(de)(de)工具。本文將詳細介紹激光測(ce)距傳(chuan)感器的(de)(de)原理(li)(li)、應用以及程序(xu)編寫的(de)(de)相關知識(shi)，幫助大(da)家(jia)更好地理(li)(li)解和(he)利用這一技術。

一、激(ji)光(guang)測距傳感器原(yuan)理

激光(guang)測(ce)距傳感器是一種利用激光(guang)脈沖(chong)進(jin)行(xing)測(ce)量距離的(de)裝置。其工作原理是：向目標發射(she)一束(shu)(shu)短脈沖(chong)激光(guang)束(shu)(shu)，然后接收從(cong)目標反射(she)回來(lai)的(de)長脈沖(chong)激光(guang)束(shu)(shu)。通過計算(suan)兩束(shu)(shu)激光(guang)束(shu)(shu)之間(jian)的(de)時間(jian)差，可以精確地測(ce)量出目標與傳感器之間(jian)的(de)距離。

二、激光測距傳(chuan)感(gan)器應用(yong)

1. 機(ji)器(qi)(qi)人導(dao)航：激(ji)光(guang)測距(ju)傳感器(qi)(qi)可(ke)以為(wei)機(ji)器(qi)(qi)人提供精(jing)確的距(ju)離信息，幫助(zhu)機(ji)器(qi)(qi)人實現(xian)自主(zhu)導(dao)航和避障功能。

2. 三維掃描：通過多束激光束同(tong)時(shi)測量物體表面的距離，可以構建出物體的三維模型，廣泛應用(yong)于制造業(ye)、建筑業(ye)等領域。

3. 環(huan)境(jing)監測(ce)(ce)：激光測(ce)(ce)距傳感(gan)器可以實時監測(ce)(ce)環(huan)境(jing)中(zhong)的距離變化，適(shi)用于氣象(xiang)觀測(ce)(ce)、地質勘探等領域。

4. 家庭(ting)安防：激光測距(ju)傳感(gan)器可以用于家庭(ting)安防系統，如自動(dong)感(gan)應(ying)門、智(zhi)能家居等(deng)，提(ti)高家庭(ting)安全性能。

三、激光測距傳(chuan)感器程序編寫實例解(jie)析(xi)

以下是一個簡單的Python代碼示例(li)，用于(yu)控制基于(yu)STM32F103C8T6單片機的激光測距(ju)傳感器模(mo)塊。代碼首先初(chu)始化串口通信，然(ran)后(hou)設置(zhi)激光測距(ju)模(mo)塊的相關(guan)參數(如工作模(mo)式、測量范(fan)圍等),最后(hou)循環讀取(qu)距(ju)離數據并通過串口輸(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)

# 初始化(hua)I2C總(zong)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(shou)數據地址(zhi)+長度(共10字節)

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(guo)右移一位并取低四(si)位上的值 while not i2c.readbyte(address): pass # 如果(guo)設(she)(she)備(bei)(bei)未準(zhun)備(bei)(bei)好，等(deng)(deng)待(dai)一段(duan)時間(jian)后再(zai)(zai)嘗(chang)試讀(du)(du)取 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 # 如果(guo)設(she)(she)備(bei)(bei)未準(zhun)備(bei)(bei)好，等(deng)(deng)待(dai)一段(duan)時間(jian)后再(zai)(zai)嘗(chang)試讀(du)(du)取 data += i2c.readbyte(address+4)*4 while not i2c.readbyte(address+8): pass # 如果(guo)設(she)(she)備(bei)(bei)未準(zhun)備(bei)(bei)好，等(deng)(deng)待(dai)一段(duan)時間(jian)后再(zai)(zai)嘗(chang)試讀(du)(du)取 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);

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