隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高,,便攜式激光測距儀在各行各業(yè)中都有廣泛的應(yīng)用,,如建筑業(yè),高爾夫,,行車速度與車距測量,。激光是一種電磁波,具有方向性強(qiáng),、單色性好,、相干性好、亮度高等特性,,使其成為測距的首選電磁波,。目前常用的激光測距方法主要有:
1、脈沖測距法:利用脈沖激光器發(fā)射單次激光脈沖或激光脈沖串,,測量激光脈沖到達(dá)目標(biāo)并由目標(biāo)返回到接收器的往返時間,,由此運(yùn)算目標(biāo)距離。此方法誤差較大,,適用于遠(yuǎn)距離測量,。
2、干涉測距法:利用光的干涉原理,,通過測量激光發(fā)射與接收這間的干涉條紋來測量距離,。此方法精度非常高,但只能測量相對距離,,不能測量絕對距離,。
3、相位式測距法:采用連續(xù)調(diào)制的激光光束照射實(shí)測目標(biāo),,通過測量光束往返中產(chǎn)生的相位變化,,換算出目標(biāo)的距離。此方法在采用合作目標(biāo)反射器,,多把尺的情況下,,可實(shí)現(xiàn)高精度的遠(yuǎn)距離測量。
一,、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
EFM32是由挪威Energymicro公司采用ARMCortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)而來的高性能低功耗32位微控制器,。它具有突出的低功耗特性,適用于"三表"(電表,、水/熱表,、氣表)、工業(yè)控制,、警報(bào)安全系統(tǒng),、健康與運(yùn)動應(yīng)用系統(tǒng)、手持式醫(yī)療設(shè)備以及智能家居控制等領(lǐng)域,。
供電及充電
手持式激光測距儀為電池供電,,帶充電電路,,EFM32的工作電壓為1.8~3.8V,工作電壓范圍比較寬。
激光發(fā)射電路
通過PWM產(chǎn)生不同頻率的調(diào)制信號,,實(shí)現(xiàn)多測尺測量,。將調(diào)制的正弦信號通過激光發(fā)射器發(fā)射向待測目標(biāo)。
激光接收電路
將接收信號通過高速運(yùn)放進(jìn)行放大,,由ADC進(jìn)行采樣確定波形相位,。
存儲IC
將測量結(jié)果保存。
顯示模塊
通過LCD或TFT顯示測量結(jié)果及查尋之前測量結(jié)果或顯示其他功能,。
主控制器
根據(jù)測距儀功能不同可選擇不同型號的EFM32作為主控MCU.EFM32具有良好的兼容性,,同編號芯片引腳為pin-pin兼容。在低端應(yīng)用中可選擇EFM32TG系列作為主控,,其flash和RAM資源為8~32KB和2~4KB;在高端產(chǎn)品中可選擇EFM32LG系列,,其與EFM32TG系列pin-pin兼容,F(xiàn)lash和RAM資源為32~128KB和8~16KB,帶有TFT驅(qū)動及USB.
控制按鍵
根據(jù)產(chǎn)品使用領(lǐng)域定義不同功能,。
二,、方案優(yōu)勢
相對于傳統(tǒng)的8位、16位單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的手持式激光測距儀,,基于EFM32實(shí)現(xiàn)的本方案具有以下優(yōu)勢:
超低功耗
EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,,RTC、DMA可運(yùn)行的EM2模式下,,功耗電流僅為900nA,不運(yùn)行RTC的模式下可低至600nA,而在不保存RAM數(shù)據(jù)時更是只有20nA.由于手持式激光測距儀為電池供電,,對功耗有一定的要求,因此EFM32的低功耗具有明顯的優(yōu)勢,。
集成度高,,性能高
EFM32是Cortex-M3內(nèi)核,內(nèi)核的指令效率以及代碼密度比傳統(tǒng)的8位單片機(jī)高,,尤其是在算法處理方面具有比較大的優(yōu)勢,,這在計(jì)算相位差上有明顯的優(yōu)勢。片上帶有1M采樣速率的12位ADC,配合PRS及DMA可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定時的采樣和數(shù)據(jù)存儲,,更精確的得到返回波形的相位,使MCU具有更快的處理及響應(yīng)外部事件的能力,,更適合本應(yīng)用方案,。除此外,EFM32片上集成高達(dá)8X36的LCD驅(qū)動器,,甚至支持16位RGB接口的TFT屏驅(qū)動,,豐富的集成外設(shè)為不同的系統(tǒng)應(yīng)用提供多樣性的選擇。
擴(kuò)展性良好
EFM32的TG,、G,、GG系列之間具有良好的兼容性,,同型號不同系列的芯片是pin-pin兼容,保證用戶在統(tǒng)一的硬件平臺上,,可進(jìn)行不同功能需求的裁剪,。Flash資源從最低的4KB~1024KB,RAM資源從2KB~128KB.
總結(jié)
EFM32具有優(yōu)異的低功耗特性,非常適合于對于低功耗有一定要求的手持式激光測距儀的應(yīng)用,。EFM32內(nèi)核采用目前流行的Cortex-M3設(shè)計(jì),,極大地縮短了開發(fā)者的開發(fā)時間。EFM32具有豐富的外設(shè),,為系統(tǒng)擴(kuò)展功能及降低成本提供了條件,。