CN112946672A - 一种激光测距传感器及其电路 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于测距传感器领域，提供了一种激光测距传感器及其电路，所述激光测距传感器电路包括MCU模块，连接所述MCU模块传感器模块，连接所述MCU模块的RS485转换模块，连接所述RS485转换模块的连接器模块，连接所述MCU模块的拨码开关模块，及供电端连接所述连接器模块用于为所述MCU模块、所述传感器模块、所述RS485转换模块及拨码开关模块供电的供电模块。解决现有技术中传感器仅适合单个使用，不便于多路检测，无指示灯输出，只能检测对射管与发射管之间的遮挡物，不能检测被遮挡物是准确距离的技术问题。

Description

一种激光测距传感器及其电路
技术领域
本发明属于测距传感器领域，尤其涉及一种激光测距传感器及其电路。
背景技术
传统测距传感器大多采用红外对射传感器，开关量接口，发射端与接收端分别置于左右两侧，这样左右两侧均需要走线。并且接收端需要多个插座进行插接传感器。而红外对射管，只能检测对射管与发射管之间的遮挡物，不能检测被遮挡物是准确距离，进而导致传感器仅适合单个使用，不便于多路检测，无指示灯输出。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光测距传感器及其电路，旨在解决现有技术中传感器仅适合单个使用，不便于多路检测，无指示灯输出，只能检测对射管与发射管之间的遮挡物，不能检测被遮挡物是准确距离的技术问题。
本发明是这样实现的，一种激光测距传感器电路，所述激光测距传感器电路包括用于处理数据及协调各个模块工作的MCU模块，连接所述MCU模块用于测距的传感器模块，连接所述MCU模块用于数据转换的RS485转换模块，连接所述RS485转换模块用于数据传输的连接器模块，连接所述MCU模块用于模块地址选择的拨码开关模块，及供电端连接所述连接器模块用于为所述MCU模块、所述传感器模块、所述RS485转换模块及拨码开关模块供电的供电模块。
本发明的进一步技术方案是：所述激光测距传感器电路还包括连接所述MCU模块用于状态指示的LED指示模块。
本发明的进一步技术方案是：所述MCU模块包括MCU芯片U2、四脚晶振X1、电容C10、电容C13、电容C14、电阻R7、电阻R10、电阻R12及电阻R14，所述MCU芯片U2的1针脚连接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电容C10的一端及所述四脚晶振X1的3针脚，所述MCU芯片U2的3针脚连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端分别连接所述电容C13的一端及所述四脚晶振X1的1针脚，所述MCU芯片U2的4针脚连接所述电容C14的一端，所述MCU芯片U2的31针脚分别连接所述电阻R7的一端及所述电阻R10的一端，所述MCU芯片U2的16针脚、32针脚、所述电容C10的另一端、所述电容C13的另一端、所述电容C14的另一端及所述电阻R10的另一端均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述传感器模块包括传感器芯片U5、电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R23、电容C17、电容C18及电容C19，所述传感器芯片U5的1针脚连接所述电容C17的一端，所述传感器芯片U5的4针脚分别连接所述电阻R5的一端及所述MCU芯片U2的25针脚，所述传感器芯片U5的5针脚分别连接所述电阻R3的一端及所述MCU芯片U2的29针脚，所述传感器芯片U5的6针脚分别连接所述电阻R1的一端及所述MCU芯片U2的30针脚，所述传感器芯片U5的7针脚连接所述电容C19的一端，所述传感器芯片U5的9针脚分别连接所述电阻R23的一端、所述电阻R8的一端及所述MCU芯片U2的26针脚，所述传感器芯片U5的10针脚分别连接所述电阻R6的一端及所述MCU芯片U2的27针脚，所述传感器芯片U5的12针脚连接所述电容C18的一端，所述传感器芯片U5的2针脚、8针脚、11针脚、所述电阻R8的另一端、所述电容C17的另一端、所述电容C18的另一端及所述电容C19的另一端均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述RS485转换模块包括RS485转换芯片U3、电阻R4、电阻R21、电阻R11及电容C11，所述RS485转换芯片U3的1针脚连接所述MCU芯片U2的20针脚，所述RS485转换芯片U3的2针脚分别连接所述电阻R21的一端及所述MCU芯片U2的15针脚，所述RS485转换芯片U3的3针脚分别连接所述电阻R4的一端及所述MCU芯片U2的14针脚，所述RS485转换芯片U3的4针脚连接所述MCU芯片U2的19针脚，所述RS485转换芯片U3的6针脚连接所述电阻R11的一端，所述RS485转换芯片U3的7针脚连接所述电阻R11的另一端，所述RS485转换芯片U3的8针脚连接所述电容C11的一端，所述RS485转换芯片U3的5针脚及所述电容C11的另一端均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述连接器模块包括连接接口J1及连接接口J2，所述连接接口J1的1针脚、2针脚、3针脚、4针脚、5针脚及6针脚对应连接所述连接接口J2的7针脚、6针脚、5针脚、4针脚、4针脚及3针脚，所述连接接口J1的5针脚还连接所述RS485转换芯片U3的6针脚，所述连接接口J1的6针脚还连接所述RS485转换芯片U3的7针脚，所述连接接口J1的7针脚、8针脚、9针脚及所述连接接口J2的1针脚、8针脚、9针脚均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述拨码开关模块包括四键拨码开关SW1，电阻R13、电阻R15、电阻R16及电阻R22，所述四键拨码开关SW1的2针脚分别连接所述电阻R22的一端及所述MCU芯片U2的10针脚，所述四键拨码开关SW1的4针脚分别连接所述电阻R16的一端及所述MCU芯片U2的9针脚，所述四键拨码开关SW1的6针脚分别连接所述电阻R15的一端及所述MCU芯片U2的8针脚，所述四键拨码开关SW1的8针脚分别连接所述电阻R13的一端及所述MCU芯片U2的7针脚，所述四键拨码开关SW1的1针脚、3针脚、5针脚及7针脚均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述供电模块包括供电芯片U4、二极管D1、电阻R2、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C15及电容C16，所述供电芯片U4的1针脚分别连接所述二极管D1的阴极及所述供电芯片U4的3针脚，所述二极管D1的阳极分别连接所述连接接口J1的1针脚及3针脚，所述供电芯片U4的2针脚分别连接所述连接接口J1的2针脚及4针脚，所述供电芯片U4的4针脚分别连接所述电容C12的一端、所述电阻R2的一端及所述电阻R17的一端，所述供电芯片U4的5针脚分别连接所述电阻R17的另一端、所述电容C3的一端、所述电阻R22的另一端、所述电阻R16的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R13的另一端、所述RS485转换芯片U3的8针脚、所述电阻R21的另一端、所述电阻R6的另一端、所述传感器芯片U5的1针脚、7针脚、12针脚、所述MCU芯片U2的1针脚、5针脚、17针脚、所述电阻R7的另一端、所述电容C2的一端、所述电容C1的一端、所述电容C15的一端及所述电容C16的一端，所述电容C12的另一端、所述电容C3的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述电容C1的另一端、所述电容C15的另一端及所述电容C16的另一端均连接GND。
本发明的进一步技术方案是：所述LED指示模块包括电阻R9及发光二极管LD1，所述电阻R9的一端连接所述MCU芯片U2的21针脚，所述电阻R9的另一端连接所述发光二极管LD1的阳极，所述发光二极管LD1的阴极连接GND，所述激光测距传感器电路还包括设置在电路上若干用于检测电路的测试点。
本发明的另一目的在于提供一种激光测距传感器，所述激光测距传感器包括所述的激光测距传感器电路。
本发明的有益效果是：此种激光测距传感器电路适用于多路传感器检测场景，能检测传感器端面到被遮挡物之间的距离；及检测到物体后根据实际用途输出灯光指示，灯光可控制，如持续发光时间或闪烁时间等，且可使传感器进行串联使用，接收端不需要预备多个插座，节省布线时间，节约线束，结构简单，成本低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的结构框图；
图2是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的MCU模块及LED指示模块的电气原理图；
图3是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的传感器模块的电气原理图；
图4是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的RS485转换模块、连接器模块及供电模块的电气原理图；
图5是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的供电模块的电气原理图二；
图6是本发明实施例提供的一种激光测距传感器电路的拨码开关模块的电气原理图。
具体实施方式
图1-6示出了本发明提供的一种激光测距传感器电路，所述激光测距传感器电路包括用于处理数据及协调各个模块工作的MCU模块，连接所述MCU模块用于测距的传感器模块，连接所述MCU模块用于数据转换的RS485转换模块，连接所述RS485转换模块用于数据传输的连接器模块，连接所述MCU模块用于模块地址选择的拨码开关模块，及供电端连接所述连接器模块用于为所述MCU模块、所述传感器模块、所述RS485转换模块及拨码开关模块供电的供电模块。MCU模块为核心控制部分，负责对传感器模块固件的加载以及传感器模块采集数据的接收与处理，并且通过RS485转换模块与主机通讯，传感器模块采用TOF激光测距传感器，发射与接收端自成一体，这样接线只需要在一侧即可，布线减少50％；TOF激光测距传感器的工作原理是通过计算激光从传感器发射端发射到遇到目标物体反射回到传感器接收端的飞行时间来计算目标物体的相对距离，拨码开关模块为模块地址选择开关，设定后的地址是主机用以区分RS485链路中众多从设备的唯一的身份标识，供电模块为整个电路提供稳定的电源输入，连接器模块上有两个连接接口且对称放置，对称放置是便于布线方便，同时为了RS485链路中的各节点走线最短；并且提供电源和RS485通信。所述激光测距传感器电路还包括连接所述MCU模块用于状态指示的LED指示模块。LED指示模块是为便于直观的状态指示。
所述MCU模块包括MCU芯片U2、四脚晶振X1、电容C10、电容C13、电容C14、电阻R7、电阻R10、电阻R12及电阻R14，所述MCU芯片U2的1针脚连接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电容C10的一端及所述四脚晶振X1的3针脚，所述MCU芯片U2的3针脚连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端分别连接所述电容C13的一端及所述四脚晶振X1的1针脚，所述MCU芯片U2的4针脚连接所述电容C14的一端，所述MCU芯片U2的31针脚分别连接所述电阻R7的一端及所述电阻R10的一端，所述MCU芯片U2的16针脚、32针脚、所述电容C10的另一端、所述电容C13的另一端、所述电容C14的另一端及所述电阻R10的另一端均连接GND。
所述传感器模块包括传感器芯片U5、电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R23、电容C17、电容C18及电容C19，所述传感器芯片U5的1针脚连接所述电容C17的一端，所述传感器芯片U5的4针脚分别连接所述电阻R5的一端及所述MCU芯片U2的25针脚，所述传感器芯片U5的5针脚分别连接所述电阻R3的一端及所述MCU芯片U2的29针脚，所述传感器芯片U5的6针脚分别连接所述电阻R1的一端及所述MCU芯片U2的30针脚，所述传感器芯片U5的7针脚连接所述电容C19的一端，所述传感器芯片U5的9针脚分别连接所述电阻R23的一端、所述电阻R8的一端及所述MCU芯片U2的26针脚，所述传感器芯片U5的10针脚分别连接所述电阻R6的一端及所述MCU芯片U2的27针脚，所述传感器芯片U5的12针脚连接所述电容C18的一端，所述传感器芯片U5的2针脚、8针脚、11针脚、所述电阻R8的另一端、所述电容C17的另一端、所述电容C18的另一端及所述电容C19的另一端均连接GND。
所述RS485转换模块包括RS485转换芯片U3、电阻R4、电阻R21、电阻R11及电容C11，所述RS485转换芯片U3的1针脚连接所述MCU芯片U2的20针脚，所述RS485转换芯片U3的2针脚分别连接所述电阻R21的一端及所述MCU芯片U2的15针脚，所述RS485转换芯片U3的3针脚分别连接所述电阻R4的一端及所述MCU芯片U2的14针脚，所述RS485转换芯片U3的4针脚连接所述MCU芯片U2的19针脚，所述RS485转换芯片U3的6针脚连接所述电阻R11的一端，所述RS485转换芯片U3的7针脚连接所述电阻R11的另一端，所述RS485转换芯片U3的8针脚连接所述电容C11的一端，所述RS485转换芯片U3的5针脚及所述电容C11的另一端均连接GND。
所述连接器模块包括连接接口J1及连接接口J2，所述连接接口J1的1针脚、2针脚、3针脚、4针脚、5针脚及6针脚对应连接所述连接接口J2的7针脚、6针脚、5针脚、4针脚、4针脚及3针脚，所述连接接口J1的5针脚还连接所述RS485转换芯片U3的6针脚，所述连接接口J1的6针脚还连接所述RS485转换芯片U3的7针脚，所述连接接口J1的7针脚、8针脚、9针脚及所述连接接口J2的1针脚、8针脚、9针脚均连接GND。
所述拨码开关模块包括四键拨码开关SW1，电阻R13、电阻R15、电阻R16及电阻R22，所述四键拨码开关SW1的2针脚分别连接所述电阻R22的一端及所述MCU芯片U2的10针脚，所述四键拨码开关SW1的4针脚分别连接所述电阻R16的一端及所述MCU芯片U2的9针脚，所述四键拨码开关SW1的6针脚分别连接所述电阻R15的一端及所述MCU芯片U2的8针脚，所述四键拨码开关SW1的8针脚分别连接所述电阻R13的一端及所述MCU芯片U2的7针脚，所述四键拨码开关SW1的1针脚、3针脚、5针脚及7针脚均连接GND。
所述供电模块包括供电芯片U4、二极管D1、电阻R2、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C15及电容C16，所述供电芯片U4的1针脚分别连接所述二极管D1的阴极及所述供电芯片U4的3针脚，所述二极管D1的阳极分别连接所述连接接口J1的1针脚及3针脚，所述供电芯片U4的2针脚分别连接所述连接接口J1的2针脚及4针脚，所述供电芯片U4的4针脚分别连接所述电容C12的一端、所述电阻R2的一端及所述电阻R17的一端，所述供电芯片U4的5针脚分别连接所述电阻R17的另一端、所述电容C3的一端、所述电阻R22的另一端、所述电阻R16的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R13的另一端、所述RS485转换芯片U3的8针脚、所述电阻R21的另一端、所述电阻R6的另一端、所述传感器芯片U5的1针脚、7针脚、12针脚、所述MCU芯片U2的1针脚、5针脚、17针脚、所述电阻R7的另一端、所述电容C2的一端、所述电容C1的一端、所述电容C15的一端及所述电容C16的一端，所述电容C12的另一端、所述电容C3的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述电容C1的另一端、所述电容C15的另一端及所述电容C16的另一端均连接GND。
所述LED指示模块包括电阻R9及发光二极管LD1，所述电阻R9的一端连接所述MCU芯片U2的21针脚，所述电阻R9的另一端连接所述发光二极管LD1的阳极，所述发光二极管LD1的阴极连接GND，所述激光测距传感器电路还包括设置在电路上若干用于检测电路的测试点。
一种激光测距传感器，所述激光测距传感器包括所述的激光测距传感器电路。
此种激光测距传感器电路适用于多路传感器检测场景，能检测传感器端面到被遮挡物之间的距离；及检测到物体后根据实际用途输出灯光指示，灯光可控制，如持续发光时间或闪烁时间等，且可使传感器进行串联使用，接收端不需要预备多个插座，节省布线时间，节约线束，结构简单，成本低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光测距传感器电路，其特征在于，所述激光测距传感器电路包括用于处理数据及协调各个模块工作的MCU模块，连接所述MCU模块用于测距的传感器模块，连接所述MCU模块用于数据转换的RS485转换模块，连接所述RS485转换模块用于数据传输的连接器模块，连接所述MCU模块用于模块地址选择的拨码开关模块，及供电端连接所述连接器模块用于为所述MCU模块、所述传感器模块、所述RS485转换模块及拨码开关模块供电的供电模块。
2.根据权利要求1所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述激光测距传感器电路还包括连接所述MCU模块用于状态指示的LED指示模块。
3.根据权利要求2所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述MCU模块包括MCU芯片U2、四脚晶振X1、电容C10、电容C13、电容C14、电阻R7、电阻R10、电阻R12及电阻R14，所述MCU芯片U2的1针脚连接所述电阻R12的一端，所述电阻R12的另一端分别连接所述电容C10的一端及所述四脚晶振X1的3针脚，所述MCU芯片U2的3针脚连接所述电阻R14的一端，所述电阻R14的另一端分别连接所述电容C13的一端及所述四脚晶振X1的1针脚，所述MCU芯片U2的4针脚连接所述电容C14的一端，所述MCU芯片U2的31针脚分别连接所述电阻R7的一端及所述电阻R10的一端，所述MCU芯片U2的16针脚、32针脚、所述电容C10的另一端、所述电容C13的另一端、所述电容C14的另一端及所述电阻R10的另一端均连接GND。
4.根据权利要求3所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述传感器模块包括传感器芯片U5、电阻R1、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电阻R8、电阻R23、电容C17、电容C18及电容C19，所述传感器芯片U5的1针脚连接所述电容C17的一端，所述传感器芯片U5的4针脚分别连接所述电阻R5的一端及所述MCU芯片U2的25针脚，所述传感器芯片U5的5针脚分别连接所述电阻R3的一端及所述MCU芯片U2的29针脚，所述传感器芯片U5的6针脚分别连接所述电阻R1的一端及所述MCU芯片U2的30针脚，所述传感器芯片U5的7针脚连接所述电容C19的一端，所述传感器芯片U5的9针脚分别连接所述电阻R23的一端、所述电阻R8的一端及所述MCU芯片U2的26针脚，所述传感器芯片U5的10针脚分别连接所述电阻R6的一端及所述MCU芯片U2的27针脚，所述传感器芯片U5的12针脚连接所述电容C18的一端，所述传感器芯片U5的2针脚、8针脚、11针脚、所述电阻R8的另一端、所述电容C17的另一端、所述电容C18的另一端及所述电容C19的另一端均连接GND。
5.根据权利要求4所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述RS485转换模块包括RS485转换芯片U3、电阻R4、电阻R21、电阻R11及电容C11，所述RS485转换芯片U3的1针脚连接所述MCU芯片U2的20针脚，所述RS485转换芯片U3的2针脚分别连接所述电阻R21的一端及所述MCU芯片U2的15针脚，所述RS485转换芯片U3的3针脚分别连接所述电阻R4的一端及所述MCU芯片U2的14针脚，所述RS485转换芯片U3的4针脚连接所述MCU芯片U2的19针脚，所述RS485转换芯片U3的6针脚连接所述电阻R11的一端，所述RS485转换芯片U3的7针脚连接所述电阻R11的另一端，所述RS485转换芯片U3的8针脚连接所述电容C11的一端，所述RS485转换芯片U3的5针脚及所述电容C11的另一端均连接GND。
6.根据权利要求5所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述连接器模块包括连接接口J1及连接接口J2，所述连接接口J1的1针脚、2针脚、3针脚、4针脚、5针脚及6针脚对应连接所述连接接口J2的7针脚、6针脚、5针脚、4针脚、4针脚及3针脚，所述连接接口J1的5针脚还连接所述RS485转换芯片U3的6针脚，所述连接接口J1的6针脚还连接所述RS485转换芯片U3的7针脚，所述连接接口J1的7针脚、8针脚、9针脚及所述连接接口J2的1针脚、8针脚、9针脚均连接GND。
7.根据权利要求6所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述拨码开关模块包括四键拨码开关SW1，电阻R13、电阻R15、电阻R16及电阻R22，所述四键拨码开关SW1的2针脚分别连接所述电阻R22的一端及所述MCU芯片U2的10针脚，所述四键拨码开关SW1的4针脚分别连接所述电阻R16的一端及所述MCU芯片U2的9针脚，所述四键拨码开关SW1的6针脚分别连接所述电阻R15的一端及所述MCU芯片U2的8针脚，所述四键拨码开关SW1的8针脚分别连接所述电阻R13的一端及所述MCU芯片U2的7针脚，所述四键拨码开关SW1的1针脚、3针脚、5针脚及7针脚均连接GND。
8.根据权利要求7所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述供电模块包括供电芯片U4、二极管D1、电阻R2、电阻R17、电容C1、电容C2、电容C3、电容C12、电容C15及电容C16，所述供电芯片U4的1针脚分别连接所述二极管D1的阴极及所述供电芯片U4的3针脚，所述二极管D1的阳极分别连接所述连接接口J1的1针脚及3针脚，所述供电芯片U4的2针脚分别连接所述连接接口J1的2针脚及4针脚，所述供电芯片U4的4针脚分别连接所述电容C12的一端、所述电阻R2的一端及所述电阻R17的一端，所述供电芯片U4的5针脚分别连接所述电阻R17的另一端、所述电容C3的一端、所述电阻R22的另一端、所述电阻R16的另一端、所述电阻R15的另一端、所述电阻R13的另一端、所述RS485转换芯片U3的8针脚、所述电阻R21的另一端、所述电阻R6的另一端、所述传感器芯片U5的1针脚、7针脚、12针脚、所述MCU芯片U2的1针脚、5针脚、17针脚、所述电阻R7的另一端、所述电容C2的一端、所述电容C1的一端、所述电容C15的一端及所述电容C16的一端，所述电容C12的另一端、所述电容C3的另一端、所述电阻R2的另一端、所述电容C2的另一端、所述电容C1的另一端、所述电容C15的另一端及所述电容C16的另一端均连接GND。
9.根据权利要求8所述的激光测距传感器电路，其特征在于，所述LED指示模块包括电阻R9及发光二极管LD1，所述电阻R9的一端连接所述MCU芯片U2的21针脚，所述电阻R9的另一端连接所述发光二极管LD1的阳极，所述发光二极管LD1的阴极连接GND，所述激光测距传感器电路还包括设置在电路上若干用于检测电路的测试点。
10.一种激光测距传感器，其特征在于，所述激光测距传感器包括权利要求1-9任一项所述的激光测距传感器电路。
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