（5）响应时间t0
由于红外发光二极管PN结电容的存在，影响了它的工作频率。现在，红外发光二极管的相应时间一般为10?6S~10?7S最高工作频率为几十???。 3.红外发光二极管使用事项及简易测试
（1）争相平均工作电流不要太大
管子的正向平均工作电流不得超过产品参数给出的工作电流。 （2）加装散热片
对中大功率管，工作电流一般较大，为了管子不因发热损坏，应根据实际使用电流的大小，考虑加装散热片。
（3）防水、防油污、防机械损伤
有些红外发光二极管在制作时管芯装在管座上，未加装帽封装，使用时要注意防水、防油污及机械损伤，如作为远距离控制，可加装聚光透镜，这样不仅可以大大提高作用距离，同时聚光透镜也是管子的一种封装保护。
（4）红外发光二极管安装方法
红外发光二极管安装在发射器上时，应有发射窗口，窗口可用红色或白色透明有机玻璃封口，以便能够透过红外线，又能防尘。当然，红外发光二极管也裸露在外。
（5）红外发光二极管测试方法
红外发光二极管测试方法非常简单，用万用表R X 1K档测量，正向电阻在30KΩ左右，反向电阻在200KΩ以上的管子是好的。反向电阻越大，漏电流越小，质量越好。若反向电阻只有几十KΩ，说明管子质量不好，但可使用。若管子的正向的反向电阻都为无穷大或为零，说明管子是废品，不能使用。 二.红外光敏二极管
1. 红外光敏二极管原理与结构
我们知道半导体具有光电效应，即用光照半导体，可使半导体的电阻率发生变化。利用半导体的光电效应可以制成光电二极管，不同的半导体材料对不同波长的入射光的响应是不同的。
光敏二极管有顶面受光和侧面受光两种形式。它也是采用塑料、玻璃、环氧树脂等材料封装。
2.光敏二极管的主要参数 （1）光电流IL
是指在一定反向电压下，入射光强为某一定值时流过管子的电流。光敏二极管的光电流一般为几十μA，并与入射光强成正比。
（2）暗电流ID
是指在一定反向电压下，无光照时流过管子的电流。一般在50V反压下，ID小于0.1μA。
（3）反向工作电压UR
是指在无光照时，光敏二极管反向电流小于0.2μA-0.3μA时，允许的最高反向工作电压，一般在10V左右，最高可达几十伏。
（4）峰值波长λp
是指光敏二极管光谱响应最灵敏的波长范围，一般为0.88μM-0.94μM。 3.光敏二极管的简单测试 （1）电量测量法
一般用万用表R X 1K档，光敏二极管的正向电阻较普通二极管大些，约十几KΩ左右，反向电阻随光照变化。无光照时（用物体将管子挡住，不让光照射），反向电阻接近无穷大，说明漏电流大。管子的反向电阻至少应在500KΩ以上，有光照射时（在较强日光或灯光下），反向电阻越小越好，一般应在20KΩ以下。若有光照射时反向电阻为穷大或为零，说明管子是坏的。光敏二极管的引线较长的一根是正极。
（2）电量测量法
一般用万用表电压档0.5V或1V档测量，万用表的“+”、“-”分别与光敏二极管“+”、“-”相连，在光照下，电压表指示一般可达0.3V-0.4V，说明光敏二极管是好的。 三.红外光敏三极管
光敏二极管的光电流仅为μA级，光敏灵敏度还不够高，而光敏三极管的光电流可达MA级，且具有较高的灵敏度。
1. 红外光敏三极管的结构与原理
红外光敏三极管与普通三极管结构一样，具有两个PN结，一般基极无引线，它可以等效成一个b c结是光敏二极管的三极管。
无光照时，只有很小的集电极-基极漏电流，所以光敏三极管暗电流很小。在光照时，集电极-基极的反向电流就会因光照增大很多。当三极管的电流放大系数为时，光敏三极管的光电流要比相应光敏二极管的光电流大。
2. 红外光敏三极管的主要参数 （1）最大功耗??
是指光敏三极管能够安全工作而不致损坏的最大耗散功率，光敏三极管的最大功耗一般为几十mW~100mW。
（2）最高工作电压UBRCE
是指在光照射时，在管子不被击穿的前提下集电极与发射极之间的最高工作电压，一般为10V-几十V。
光电三极管的其它参数，如光电流IL暗电流ID等与光敏二极管定义相同 3. 红外光敏三极管的简单测试 （1）电阻测量法
用万用表R?1K档，首先，万用表红表笔接C极，黑表笔接E极（管子长脚为E极，短脚为C极），由于这种接法管子所加电压极性（E为“+”、C为“-”）不符合正常工作条件，因此无论是有光照还是无光照，管子两端电阻都是非常大的，一般应接近无穷大。然后将红、黑笔调换，这种接法下所加符合正常工作条件，当无光照时（用物体遮住管子，使其不受任何光照），电阻多在无穷大附近，否则认为漏电流太大。当有光照时（将管子移致强光线下），电阻应从原来的无穷大变为几百欧，至少也应有几千欧以下，否则说明管子灵敏度太底；若电阻为无穷大，说明管子是坏的。
（2）电量测量法
将光敏三极管的C极与E极之间接上10V左右的工作电压（C为“+”、E为“-”） 并在回路里接上电流表，当无光照射时，电流指示为暗电流，小于0.3??。当有光照时，电流指示光电流；一般在0.5??~0.3??之间，有的管子可达10??
2.2红外线测距的工作原理
对某一特定物体距离的测量是光学仪器领域的热门课题之一。在测距方面快速精确的测距，迅速准确的判断目标与传感器的距离。各种测距方法很多, 目前应用较多的主要有PSD 测距法、超声时间法、带运动机构的双象比较法和反射能量法。
PSD测距法利用三角测距原理,用一种称之为位置敏感器件(Position Sensitive Device) 的PSD 元件来获得二路输出信号, 根据这二路信号来获得物体的距离量值。
超声时间法测量一束超声波从发射到反射回仪器的时间来判断被测距离。 带运动机构的双象比较法则比较复杂, 系统中有二套光路对被测物体成像，其中一套光路是经过可运动的反光镜获得的,接收系统及时比较二套光路来的图像, 当二者一致时, 就可根据可运动反光镜的位置来获得物体的距离信息。
反射能量法中仪器发射一束光(通常是近红外光) 照射到被测物体表面,仪器同时接收被测物体的反射光能量, 根据接收到的反射光能量来判断被测物体的距离。我们在红外测距系统就是采用反射能量法。
红外传感器的测距基本原理为红外发射电路的红外发光管发出红外光，经障碍物反射后，由红外接收电路的光敏接收管接收前方物体反射光，据此判断前方是否有障碍物。根据发射光的强弱可以判断物体的距离，由于接收管接收的光强随是随反射物体的距离变化而变化的，因而，距离近则反射光强，距离远则反射光弱。
因为红外线是介于可见光和微波之间的一种电磁波，因此，它不仅具有可见光直线传播、反射、折射等特性，还具有微波的某些特性，如较强的穿透能力和能贯穿某些不透明物质等。红外传感器包括红外发射器件和红外接收器件。自然界的所有物体只要温度高于绝对零度都会辐射红外线，因而，红外传感器须具有更强的发射和接收能力。
2.3红外线测距的基本结构
在实现测距的传感器里有红外测距，超声波测距，激光测距，视觉测距。激光传感器和视觉传感器价格贵，对单片机的要求较高，因而，在实现测距过程中选择传感器时往往多采用超声波传感器和红外传感器。
由于超声波测距存在盲区问题，故为了摆脱盲区问题，选择了用红外测距传感器模块。该模块由红外发射电路、红外接收电路、STC12C5A60S2单片机、LCD电路、晶振、其结构如图2-1所示：
STC12C5A60S2 LCD显示 红外接收电路 晶振电路 红外发送电路
图2-1 红外测距结构图
第三章 红外测距的硬件设计
3.1 红外测距的实现构想
在实现测距过程中多采用单一传感器进行信息采集，超生波传感器因为存在测量盲区问题，测距范围一般在30-300cm之间;因而，在距离被测物0-25cm之间时，超声波传感器将出现盲区。相反，红外测距传感器的探测距离较短，一般在几十厘米之内，它可以在一定程度上弥补超声波传感器近距离无法测量的缺点。所以，在需要精确测量的场合里，红外传感器对距离信息的测量和采集更为准确。
为实现红外测距，在硬件设计中，应当购买一个红外线模块，模块内包含有红外发射头与一个红外接收头，并在电路板上将红外模块与STC12C5A60S2单片机、电源、LCD相连，从而构成完整的红外测距系统。
具体实现原理为红外模块中的发射驱动电路驱动发射头的红外二极管发出红外光，当红外光在遇到被测物后反射回来，反射回来的红外光由红外接收驱动电路驱动红外接收的光敏二极管接收到，并通过电压转换，将其转换为可测量的电压值，因为红外光的强度会随距离的缩小二而增强，红外接收电路转化的电压值会随之增强。又因为电压和距离成比例，通过对转换的电压的计算，我们可以知道被测物的距离。
采用LCD动态显示与被测物的距离，LCD与STC12C5A60S2单片机的P0.0-P0.7连接，STC12C5A60S2单片机内部会将电压模拟量通过A/D转换将其转化为可显示的数字量，然后通过LCD显示器显示出来。XTAL1与XTAL2接晶振，