激光脈沖測(cè)距實(shí)驗(yàn)報(bào)告

..........學(xué)習(xí).資料.激光脈沖測(cè)距試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)?zāi)康南到y(tǒng)的組成，搭建室模擬激光器系統(tǒng)進(jìn)展正確測(cè)距，為今后的工程設(shè)計(jì)奠定理論根底和工程實(shí)踐根底。二． 試驗(yàn)原理激光脈沖測(cè)距與雷達(dá)測(cè)距在原理上是完全一樣的，如圖2.1所示。接收。測(cè)出從激光放射時(shí)刻到被接收時(shí)刻之間的時(shí)間間隔t，依據(jù)光速，即可求出光纖的長(zhǎng)度R為R=/2 (2-1)式中c為光速。真空中的光速是一個(gè)準(zhǔn)確的物理常數(shù)C1=299792458m/s光纖中的平均折射率n為故光纖中的光速為

n=1.45〔查閱得知〕C=299710000可見，激光測(cè)距的任務(wù)就是準(zhǔn)確地測(cè)定時(shí)間間隔t。當(dāng)不考慮光纖中光速的微小變化時(shí)，測(cè)距精度⊿R主要是由測(cè)時(shí)精度⊿t確定的⊿R=C⊿t/2 (2-2)實(shí)際脈沖激光測(cè)距機(jī)中是利用時(shí)鐘晶體振蕩器和脈沖計(jì)數(shù)器來(lái)測(cè)定時(shí)間間隔t振蕩器用于產(chǎn)生固定的頻率的電脈沖振蕩計(jì)數(shù)。設(shè)晶體振蕩器產(chǎn)生的電脈沖頻率為f，則脈沖間隔T=1/f。假設(shè)從激光脈沖發(fā)出時(shí)刻數(shù)為m，則可計(jì)算出被測(cè)光纖的長(zhǎng)度為R=cmT=cm/f=1.6m (2-3)相應(yīng)的測(cè)距精度為⊿R=Ct=c/f (2-4)可見，脈沖激光測(cè)距機(jī)的測(cè)距精度由晶振的頻率打算。常用軍用激光測(cè)距儀的晶振頻率有15MHz、30MHz、75MHz和150MHz等，與其相對(duì)應(yīng)的測(cè)距精度分別為正負(fù)10m、正負(fù)5m、正負(fù)2m和正負(fù)1m。晶振的頻率愈高，測(cè)距精度就愈高，度也增加。電信號(hào)形成的。這兩個(gè)信號(hào)既可由同一探測(cè)器供給，也可以用兩個(gè)探測(cè)器供給。技數(shù)及顯示器和電源幾局部組成，如圖2.2所示計(jì)算出光纖得電源計(jì)數(shù)及顯示器激光器長(zhǎng)度，再通過(guò)顯示器顯示出來(lái)。三． 試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置包括“激光脈沖放射//接收電路板組成及工作原理激光脈沖放射/接收電路板原理框圖如圖2.3所示。圖中ＥＭＰ3032為ＣＰＬＤ；ＭＡＸ3656為激光驅(qū)動(dòng)器；ＭＡＸ3747為限幅放大器；Ｔ22為單端信號(hào)到分差信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片；Ｔ23為差分信號(hào)單短信號(hào)轉(zhuǎn)換芯片；ＬＤ為半導(dǎo)體激光器；ＰＤ為光探測(cè)器。板子上端的ＥＭＰ3032被編程為脈沖發(fā)生器，輸出重復(fù)頻率為1KHz,脈沖寬度為48ns的電脈沖信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)MAX3656放大后驅(qū)動(dòng)LD3032125MHz晶振計(jì)數(shù)器。其計(jì)數(shù)的開門信號(hào)來(lái)自上端的TX信號(hào)，關(guān)門信號(hào)來(lái)自PD的輸出。計(jì)數(shù)器的12位二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出，對(duì)應(yīng)時(shí)間圍為0~32.76us.圖2.3放射/接收模塊原理框圖放射/接收模塊布局如圖2.4所示，TX、RX1、RX2為三個(gè)Q9插座。其中，LD的TX口輸出；PDRX輸出。接口管腳說(shuō)明插座J9為計(jì)數(shù)結(jié)果輸出管腳，包括12位數(shù)據(jù)管腳和1位計(jì)數(shù)指示管腳：數(shù)據(jù)管腳的高八位〔從第12到5位〕分別對(duì)應(yīng)J9的1、3、5、7、9、11、13、15；數(shù)據(jù)管腳的低四位〔從第4到11位〕分別對(duì)應(yīng)J9的16、14、12、10。高電平為1，低電平為0；計(jì)數(shù)指示管腳為J9的第六位。計(jì)數(shù)指示為1表示正在計(jì)數(shù)，0表示計(jì)數(shù)完畢。..........學(xué)習(xí).資料.四． 試驗(yàn)結(jié)果及程序：#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcode數(shù)碼管的段選，1為亮，0為滅ucharSAV[6]={0xa0,0xa0,0xa0,0xa0,0xa0,0xa0};ucharcodeACT[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};//數(shù)碼管位選voiddisplay;voiddelay(uchar);voidcount(uint);uintget_Data;voidmain{uintre_data=get_Data;count(get_Data);while(1){display;}}voiddelay(uchartime) //延時(shí)函數(shù)，延時(shí)時(shí)長(zhǎng)等于time*機(jī)器周期{time--;}voidcount(uintcon_data){SAV[0]=con_data%10; //取數(shù)據(jù)的個(gè)位SAV[1]=con_data/10%10;//取數(shù)據(jù)的十位SAV[2]=con_data/100%10;//取數(shù)據(jù)的百位//取數(shù)據(jù)的千位}voiddisplay //數(shù)碼管顯示函數(shù){uchari=0;{if(i==1){; /與0P2=ACT[i]; //數(shù)碼管位選}else{P2=ACT[i];}delay(200); //視覺暫留效應(yīng)P0=0xff;}}uintget_Data{uintlast_data;uchardata;P3=0xff; //P3口置高，讀取數(shù)據(jù)的需要data=P3; //讀取P3口數(shù)據(jù); /與03的高四位last_data=last_data<<4; //數(shù)據(jù)左移4xxxx0000，由于讀入的是高四位P1=0xff;data=P1; //讀取低4位..學(xué)習(xí).資料... . .last_data=last_data+data;。; 由公式R=cm/fnc為光速3*10^8米每秒，//n為玻璃的折射率1.5，f為激光測(cè)距模塊的晶振，為125兆赫茲，m為脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)得的脈沖個(gè)數(shù)，即last_data，由于小數(shù)點(diǎn)加在了數(shù)據(jù)的個(gè)位和十位之間，故需倍乘以10附試驗(yàn)結(jié)果圖：}附試驗(yàn)結(jié)果圖：五.附加功能附加程序：附加程序：60秒倒計(jì)時(shí)〔從60-0倒計(jì)時(shí)〕#include<reg52.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintcodeSEG[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};ucharcodeACT[6]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf};ucharj=3,i;voiddisplay;voiddelay(uint);voidcount(uint);..........學(xué)習(xí).資料.voidmain{ET0=1;TR0=1;EA=1;TL0=(65535-50000)%256;while(1){if(j<1)j=60;if(i==20){i=0;j--;}display;}}voiddelay(uintb){uintc=110;for(c;c>0;c--);}voiddisplay{P0=SEG[j%10];P2=0xfe;delay(100);P2=0xfd;P0=0x00;}voidtimer0interrupt1{TL0=(65535-50000)%256;i++;}六、思考題：激光脈沖測(cè)距的精度與哪些因素有關(guān)？答：晶振的頻率，被測(cè)距離的遠(yuǎn)近，電路延時(shí)的長(zhǎng)短,計(jì)數(shù)器閾值的電平調(diào)整誤差，時(shí)基誤差等。如何提高激光脈沖測(cè)距的精度?答：提高晶振頻率，縮短電路延時(shí)。激光光源的選擇要考慮哪些方面？答：被測(cè)物的狀態(tài)，被測(cè)物外表光亮狀況，反射率狀