基于单片机设计的激光测距仪(采用XKC-Kl200模块)

news2024/11/23 5:13:38

一、前言

随着科技的不断进步和应用需求的增加，测距仪成为了许多领域必备的工具之一。传统的测距仪价格昂贵、体积庞大，使用起来不够方便。本项目采用STC89C52单片机作为主控芯片，结合XKC-KL200激光测距模块和LCD1602显示器，实现了一个简易且高效的激光测距仪。这个测距仪可以帮助用户快速准确地测量目标与测距仪之间的距离，并将结果通过LCD1602显示器直观地展示出来。

目前很多测距仪主要采用超声波或红外线等技术进行测量，但这些方法存在一定的局限性，比如受到环境干扰、测量距离有限等问题。而激光测距技术在测量精度和稳定性方面具有显著优势。XKC-KL200模块是一款基于激光测距原理的模块，具有高精度、快速测量等特点。通过与STC89C52单片机相结合，能够利用模块提供的数据和功能，快速实现一个功能完善的激光测距仪。

LCD1602显示器作为输出设备，能够直观地显示测得的距离信息，具有体积小巧、低功耗、易于集成等特点，非常适合作为测距仪的显示屏。通过将测量结果转换为字符串，并利用LCD1602的命令和数据写入函数，可以在显示器上清晰地展示出测得的距离值。

基于STC89C52单片机和XKC-KL200激光测距模块的激光测距仪项目，结合了激光测距技术和单片机控制技术，通过LCD1602显示器直观地展示出测得的距离信息。这个项目不仅满足了测距需求，而且具有成本低、体积小、使用方便等优势，无论是在建筑、工程、地理测量还是运动、航空等领域，这个激光测距仪都可以正常使用。

二、硬件连线说明

【1】LCD1602模块

（1）VSS 引脚连接到单片机的GND引脚（地线）

（2）VDD 引脚连接到单片机的5V引脚（正电源）

（3）VO 引脚可以通过一个10K电位器连接到单片机的GND引脚，用于调节背光亮度

（4）RS 引脚连接到单片机的P0口（作为命令/数据选择引脚）

（5）RW 引脚连接到单片机的GND引脚（将LCD设为写模式）

（6）E 引脚连接到单片机的P1口（作为使能引脚）

（7）D0 ~ D7 引脚分别连接到单片机的P2 ~ P7口（作为数据引脚）

【2】XKC-KL200激光测距模块

（1）VCC 引脚连接到单片机的5V引脚（正电源）

（2）GND 引脚连接到单片机的GND引脚（地线）

（3）TX 引脚连接到单片机的RXD引脚（串口接收引脚）

（4）RX 引脚连接到单片机的TXD引脚（串口发送引脚）

三、XKC-KL200激光测距模块

XKC-KL200 是一款智能非接触式开关、带有 UART 串口，高低电平或 NPN 驱动输出的激光测距传感器。

该传感器利用激光对物体漫反射原理:当人或物体进入传感器设定的感应区域,传感器输出信号，同时能精确输出
距离;人或物体离开感应区后传感器则关闭输出。

通信协议

硬件采用 uart。棕色（VCC）、黄色（信号输出）蓝色（GND)、黑色（RXD)

供电 5~24V

在客户 MCU 电源与 OUTPUT（黄线）之间跨接一个 1K 左右的上拉电阻。

串口默认配置：波特率：9600 、数据位：8 、校验位：无、停止位：1

应用范围

（1）智能感应洁具。

（2）家居安防。

（3）智能检测,智能控制。

（4）机器人障碍识别。

（5）实时显示距离。

（6）水龙头感应、大小便斗自动冲水、自动烘手机、防盗器、自动门铃、楼梯过道感应、电视近距离收看电视

提醒器、自动门、广告灯箱、自动垃圾箱。

四、项目代码设计

#include <reg52.h>
#include <stdio.h>

// LCD1602引脚连接
sbit LCD_RS = P0^0; // RS引脚接口定义
sbit LCD_E = P1^0; // E引脚接口定义
sbit LCD_D4 = P2^4; // D4引脚接口定义
sbit LCD_D5 = P2^5; // D5引脚接口定义
sbit LCD_D6 = P2^6; // D6引脚接口定义
sbit LCD_D7 = P2^7; // D7引脚接口定义

// 激光测距模块引脚连接
sbit laser_TX = P3^0; // TX引脚接口定义
sbit laser_RX = P3^1; // RX引脚接口定义

// LCD1602初始化
void LCD_Init() {
    LCD_WriteCommand(0x02); // 回到Home位置
    LCD_WriteCommand(0x28); // 设置4位数据总线、2行显示、5x8点阵
    LCD_WriteCommand(0x0C); // 显示开，关游标
    LCD_WriteCommand(0x06); // 光标右移
    LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏
}

// 向LCD写入命令
void LCD_WriteCommand(unsigned char command) {
    LCD_RS = 0; // 将RS置低，指定为写入命令
    LCD_E = 0; // 拉低E线，准备写入
    LCD_D4 = command >> 4 & 0x01; // 写入高4位数据
    LCD_D5 = command >> 5 & 0x01;
    LCD_D6 = command >> 6 & 0x01;
    LCD_D7 = command >> 7 & 0x01;
    LCD_E = 1; // 拉高E线，写入命令
    DelayMs(1); // 延时等待
    LCD_E = 0; // 拉低E线，结束写入
    LCD_D4 = command >> 0 & 0x01; // 写入低4位数据
    LCD_D5 = command >> 1 & 0x01;
    LCD_D6 = command >> 2 & 0x01;
    LCD_D7 = command >> 3 & 0x01;
    LCD_E = 1; // 拉高E线，写入命令
    DelayMs(1); // 延时等待
    LCD_E = 0; // 拉低E线，结束写入
}

// 向LCD写入数据
void LCD_WriteData(unsigned char dat) {
    LCD_RS = 1; // 将RS置高，指定为写入数据
    LCD_E = 0; // 拉低E线，准备写入
    LCD_D4 = dat >> 4 & 0x01; // 写入高4位数据
    LCD_D5 = dat >> 5 & 0x01;
    LCD_D6 = dat >> 6 & 0x01;
    LCD_D7 = dat >> 7 & 0x01;
    LCD_E = 1; // 拉高E线，写入数据
    DelayMs(1); // 延时等待
    LCD_E = 0; // 拉低E线，结束写入
    LCD_D4 = dat >> 0 & 0x01; // 写入低4位数据
    LCD_D5 = dat >> 1 & 0x01;
    LCD_D6 = dat >> 2 & 0x01;
    LCD_D7 = dat >> 3 & 0x01;
    LCD_E = 1; // 拉高E线，写入数据
    DelayMs(1); // 延时等待
    LCD_E = 0; // 拉低E线，结束写入
}

// 清空LCD显示
void LCD_Clear() {
    LCD_WriteCommand(0x01); // 清屏指令
    DelayMs(2); // 延时等待
}

// 在指定位置显示字符串
void LCD_DisplayString(unsigned char x, unsigned char y, unsigned char *str) {
    unsigned char addr;
    if (y == 0) {
        addr = 0x80 + x; // 第一行地址计算
    } else {
        addr = 0xC0 + x; // 第二行地址计算
    }
    LCD_WriteCommand(addr); // 设置显示位置
    while (*str != '\0') {
        LCD_WriteData(*str); // 逐个显示字符
        str++;
    }
}

// 毫秒级延时函数
void DelayMs(unsigned int ms) {
    unsigned int i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--) {
        for (j = 110; j > 0; j--);
    }
}

// 串口初始化
void UART_Init() {
    TMOD = 0x20; // 设置定时器1为模式2
    TH1 = 0xFD; // 设置波特率为9600
    TL1 = 0xFD;
    TR1 = 1; // 启动定时器1开始工作
    SCON = 0x50; // 设置UART为模式1，允许接收
}

// 串口数据接收
unsigned char UART_Receive() {
    while (!RI); // 等待接收完成
    RI = 0;
    return SBUF; // 返回接收到的数据
}