摘要：
随着科技的进步，激光测距技术因其高精度、快速响应和强抗干扰能力被广泛应用于各种领域。本文旨在设计一种基于STM32微控制器的激光测距系统，通过激光发射与接收技术，结合STM32的卓越性能，实现准确、高效的距离测量。

关键词： STM32；激光测距；微控制器；硬件设计；软件编程；信号处理

一、引言

激光测距技术，利用激光的高方向性、单色性和相干性，通过测量激光脉冲从发射到接收的时间差，来计算目标与测距系统之间的距离。STM32微控制器，凭借其强大的处理能力、稳定的性能和丰富的外设接口，成为激光测距系统的理想选择。

二、系统硬件设计

1. 激光发射与接收模块

激光发射器选用高功率、窄脉冲宽度的激光二极管，确保激光脉冲的清晰度和穿透力。接收器采用高速响应的光敏二极管，配合适当的滤波电路，以减小环境光干扰，提高信噪比。

2. STM32微控制器模块

选用STM32F103系列微控制器，该芯片内置高性能的ARM Cortex-M3核心，拥有多种外设接口和丰富的定时器资源，满足激光测距系统的需求。

3. 其他辅助模块

系统还包括电源管理模块，为系统提供稳定的工作电压；显示模块，用于直观显示测量结果；通信模块，支持与其他设备或上位机进行数据交换。

三、系统软件设计

软件设计是激光测距系统的核心，包括激光发射控制、信号接收与处理、时间测量与距离计算等部分。

1. 激光发射控制

通过STM32的定时器功能，精确控制激光发射器的发射时序，确保激光脉冲的稳定性和准确性。

2. 信号接收与处理

当激光脉冲遇到目标物体并反射回来，被接收器捕获。通过STM32的ADC功能，将模拟信号转换为数字信号，并利用数字信号处理算法，如滤波、放大等，提高信号质量，减小噪声干扰。

3. 时间测量与距离计算

利用STM32的高精度定时器，精确测量激光脉冲的发射与接收时间差。结合光速常数，通过三角函数计算，得到目标与测距系统之间的距离。

四、系统实验与验证

为了验证系统的性能，进行了多组实验。实验结果表明，该系统具有较高的测量精度和稳定性，能够满足不同场景下的测距需求。

五、结论与展望

本文设计了一种基于STM32微控制器的激光测距系统，通过合理的硬件设计和软件编程，实现了对目标物体距离的快速、准确测量。该系统具有广泛的应用前景，可应用于工业测量、机器人导航、自动驾驶等领域。未来，我们将进一步优化系统性能，提高测量精度和稳定性，以满足更多领域的需求。

以下是一个简化的基于STM32的激光测距系统的代码示例。此示例假设您已经为STM32配置了必要的硬件，并且已经初始化了相关的GPIO、定时器和ADC。

请注意，这只是一个基本的框架，具体的实现细节（如定时器配置、ADC读取、GPIO控制等）将取决于您的硬件设计和STM32的具体型号。

#include "stm32f10x.h"  // 假设使用STM32F103C8T6，您需要根据您的硬件进行调整  
#define LASER_TRIGGER_PIN    GPIO_Pin_0  
#define LASER_TRIGGER_PORT   GPIOA  
#define LASER_RECEIVE_PIN    GPIO_Pin_1  
#define LASER_RECEIVE_PORT   GPIOA  // 定时器用于测量激光脉冲的往返时间  
#define TIMER_CHANNEL        TIM2_CH1  
#define TIMER_PRESCALE       (8399) // 预分频值，根据需要调整以得到合适的计数值范围  
#define TIMER_PERIOD         (65535) // 自动重装载值  volatile uint16_t timer_count = 0; // 定时器中断时更新的计数值  // ADC用于读取接收到的激光信号强度  
#define ADC_CHANNEL          ADC_Channel_0  
#define ADC1_DR              ((uint32_t*)0x4001244C) // ADC1数据寄存器地址，根据具体型号调整  // 计算距离的函数（单位：米）  
float calculate_distance(uint16_t time) {  const float speed_of_light = 299792458.0f; // 光速，单位：米/秒  return (speed_of_light * time) / (2 * 1000000.0f); // 时间需要转换为秒，并除以2因为是往返时间  
}  // 定时器中断服务函数  
void TIM2_IRQHandler(void) {  if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) != RESET) {  // 更新计数值  timer_count = TIM_GetCapture1(TIM2);  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1); // 清除中断标志  }  
}  // ADC初始化函数  
void ADC_Init(void) {  // ADC配置代码...  // 设置ADC模式、通道、预分频等  
}  //