室内可见光定位装置

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1、2017全国大学生电子设计竞赛设计报告可见光室内定位装置(I题)菏泽学院蒋震机电工程学院编号：队员：二〇一七年八月十日20摘要本系统由STC89C52RC最小系统板为核心，光敏传感器根据光照强度分别检测XY轴坐标，PCF8591A/D转换器将传感器检测的光照转化为数字量，通过电路传递到LCD1602液晶显示屏，在LCD1602液晶显示屏显示XY轴及五个区域。按键按下将当前的数字量记录下来并设为基准值，根据新检测的数字量相对基准值判断Y轴坐标，从而实现校正原点。顶部平面采用三个开关，一个47Ω的电阻和一个二极管组成控

2、制电路，控制三个大功率发光二极管。由此完成定位。关键词：STC89C52RC最小系统板光敏传感器PCF8591A/D转换器LCD1602液晶显示屏Abstract:ThissystembySTC89C52RCminimumsystemboardasthecore,thephotosensitivesensorbasedonlightintensitydetectionXYcoordinates,respectivelyPCF8591Aa/Dconvertersensordetectionoflightcanbeco

3、nvertedtodigitalquantity,throughthecircuittotheLCD1602LCDscreen,theLCD1602LCDdisplayshowstheXYaxisandfiveareas.Pressthebuttontorecordthecurrentdigitalquantityandsetitasthebasevalue,anddeterminetheY-axiscoordinateaccordingtothenewtestdigitalrelativereferenceval

4、ue,soastorealizethecorrectorigin.Atthetopoftheplaneusingthreeswitch,a47Ωresistanceandadiodecontrolcircuit,controlthreepowerleds.Thiscompletesthepositioning.20目录1设计任务与要求41.1设计任务42设计要求42.1基本要求42.2发挥部分53系统方案53.1电源的论证与选择63.2光敏传感器模块的论证与选择63.3控制系统的论证与选择63.4显示模块的论证与选

5、择74方案描述84.1光源及探测器特性84.2驱动电路94.3数据编码104.4数据解码114.5识别映射125设计分析与计算125.1检测XY轴坐标125.2A/D转换模块135.3键盘输入135.4电源模块135.5电路原理框图135.6结构尺寸图146测试方案与测试结果14206.1测试方案146.1.1硬件测试146.1.2软件仿真测试146.1.3硬件软件联调146.2零件原理图汇总156.3测试条件与仪器157软件设计157.1主程序流程图158程序清单（见附件一）169测试方案与测试结果169.1测试

6、方案169.1.1硬件测试169.1.2软件仿真测试169.1.3硬件软件联调169.2测试条件与仪器169.3测试结果及分析1610结论和总结1710.1对设计的小结1710.2设计收获体会1710.3对设计进一步完善的建议17201设计任务与要求1.1设计任务设计并制作可见光室内定位装置，其构成示意图如图1所示。参赛者自行搭建不小于80cm×80cm×80cm的立方空间（包含顶部、底部和3个侧面）。顶部平面放置3个白光LED，其位置和角度自行设置，由LED控制电路进行控制和驱动；底部平面绘制纵横坐标线（间隔5c

7、m），并分为A、B、C、D、E五个区域，如图2所示。要求在3个LED正常照明（无明显闪烁）的情况下，测量电路根据传感器检测的信号判定传感器的位置。2设计要求2.1基本要求（1）传感器位于B、D区域，测量电路能正确区分其位于横坐标轴的上、下区域。（2）传感器位于C、E区域，测量电路能正确区分其位于纵坐标轴的左、右区域。20（3）传感器位于A区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于10cm。（4）传感器位于B、C、D、E区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于10cm。（5）测量电路LCD显示坐标值，显示分辨率为0

8、.1cm。1.1发挥部分（1）传感器位于底部平面任意区域，测量显示其位置坐标值，绝对误差不大于3cm。（2）LED控制电路可由键盘输入阿拉伯数字，在正常照明和定位（误差满足基本要求(3)或(4)）的情况下，测量电路能接收并显示3个LED发送的数字信息。（3）LED控制电路外接3路音频信号源，在正常照明和定位的情况下，测量电路能从3个LED发送的语音信号中，选