CW32模塊使用 紅外循跡傳感器

紅外循跡傳感器采用TCRT5000紅外反射傳感器，一種集發(fā)射與接收于一體的光電傳感器，它由一個紅外發(fā)光二極管和一個NPN紅外光電三極管組成。檢測反射距離1mm-25mm適用，傳感器特設(shè)M3固定安裝孔，調(diào)節(jié)方向與固定方便易用，使用寬電壓LM393比較器，信號干凈，波形好，驅(qū)動能力強，超過15mA?？梢詰?yīng)用于機器人避障、機器人進行白線或者黑線的跟蹤，可以檢測白底中的黑線，也可以檢測黑底中的白線，是尋線機器人的必備傳感器。

01模塊來源

模塊實物展示：

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1Tjd2iHMtNVgwhqqCU_PmTQ
資料提取碼：8zul

2 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3.3V-5V

檢測反射距離：1mm~25mm適用

輸出方式: DO接口為數(shù)字量輸出；AO接口為模擬量輸出

讀取方式：ADC

管腳數(shù)量：4 Pin（2.54mm間距排針）

以上信息見廠家資料文件

03移植過程

我們的目標是將例程移植至CW32F030C8T6開發(fā)板上【能夠?qū)崿F(xiàn)檢測黑線的功能】。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊應(yīng)如何實現(xiàn)讀取數(shù)據(jù)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

TCRT5000 傳感器的紅外發(fā)射二極管不斷發(fā)射紅外線，當發(fā)射出的紅外線沒有被反射回來或被反射回來但強度不夠大時，紅外接收管一直處于關(guān)斷狀態(tài)，此時模塊的輸出端為高電平，指示二極管一直處于熄滅狀態(tài)；被檢測物體出現(xiàn)在檢測范圍內(nèi)時，紅外線被反射回來且強度足夠大，紅外接收管飽和，此時模塊的輸出端為低電平，指示二極管被點亮。

其對應(yīng)的原理圖見下圖，AO輸出為紅外循跡傳感器直接輸出的電壓，所以為模擬量；DO為經(jīng)過LM393進行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數(shù)字量。

傳感器原理圖

因此DO引腳可以配置為GPIO的輸入模式，AO引腳需要配置為ADC模擬輸入模式。

3.2引腳選擇

想要使用ADC，需要確定使用的引腳是否有ADC外設(shè)功能?？梢酝ㄟ^手冊進行查看。在用戶手冊439頁。

這里選擇使用PA5的附加ADC功能。

有ADC功能的引腳

接線表

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_IRtracking.c與bsp_IRtracking.h。這里不再過多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_IRtracking.c中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version
 */

#include "bsp_IRtracking.h"
#include "stdio.h"



/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：IRtracking_GPIO_Init
 * 函 數(shù) 說 明：紅外循跡模塊引腳初始化
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：無
 * 作       者：LC
 * 備       注：AO引腳必須有ADC功能
******************************************************************/
void IRtracking_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

    RCC_IR_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時鐘
    RCC_IR_ADC_ENABLE();         // 使能ADC時鐘

    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_IR_AO|GPIO_IR_DO;      // GPIO引腳
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;     // 上拉輸入
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;           // 輸出速度高
    GPIO_Init(PORT_IR, &GPIO_InitStruct);              // 初始化

    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05設(shè)定為模擬輸入

    /* ADC配置 */

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體

    // 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉(zhuǎn)換模式
    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz
    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個ADC時鐘周期
    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓
    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關(guān)閉跟隨器
    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關(guān)閉內(nèi)置溫度傳感器
    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不觸發(fā)DMA
    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果右對齊
    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉(zhuǎn)換結(jié)果累加不使能

    //ADC模擬看門狗通道初始化
    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);

    //配置單通道轉(zhuǎn)換模式
    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存
    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = IR_ADC_CHANNEL;           // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道
    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體

    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置

    ADC_Enable(); //ADC使能

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉(zhuǎn)換
}

/**********************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：ADC_GET
 * 函 數(shù) 功 能：讀取一次ADC值
 * 傳 入 參 數(shù)：無
 * 函 數(shù) 返 回：測量到的值
 * 作       者：LCKFB
 * 備       注：
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動ADC轉(zhuǎn)換

        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)

        return adcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Get_ADC_Value
 * 函 數(shù) 說 明：對ADC值進行平均值計算后輸出
 * 函 數(shù) 形 參：
 * 函 數(shù) 返 回：對應(yīng)掃描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 備       注：無
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(void)
{
        unsigned char i = 0;
        unsigned int AdcValue = 0;

        /* 因為采集 SAMPLES 次，故循環(huán) SAMPLES 次 */
        for(i = 0; i < SAMPLES; i++)
        {
                /*    累加    */
                AdcValue += ADC_GET();
        }
        /* 求平均值 */
        AdcValue = AdcValue / SAMPLES;

        return AdcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Get_DO_Num
 * 函 數(shù) 說 明：讀取傳感器識別狀態(tài)
 * 函 數(shù) 形 參：無
 * 函 數(shù) 返 回：1=識別為黑色   0=識別的不是黑色
 * 作       者：LC
 * 備       注：可以通過模塊上的可調(diào)電阻調(diào)整識別黑色的閾值
******************************************************************/
unsigned char Get_DO_Num(void)
{
    if( IR_DO == 1 )//識別為黑色
    {
        return 1;
    }
    else//識別的不是黑色
    {
        return 0;
    }
}

在文件bsp_IRtracking.h中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version
 */
#ifndef _BSP_IRTRACKING_H_
#define _BSP_IRTRACKING_H_

#include "board.h"

#define RCC_IR_GPIO_ENABLE()   __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define RCC_IR_ADC_ENABLE()    __RCC_ADC_CLK_ENABLE()

#define GPIO_ANALOG_ENABLE()   PA05_ANALOG_ENABLE()        // PA05設(shè)定為模擬輸入

#define IR_ADC_CHANNEL         ADC_ExInputCH5

#define PORT_IR                CW_GPIOA

#define GPIO_IR_AO             GPIO_PIN_5
#define GPIO_IR_DO             GPIO_PIN_1

#define IR_DO                  GPIO_ReadPin( PORT_IR, GPIO_IR_DO )

 //采樣次數(shù)
#define SAMPLES         30


void IRtracking_GPIO_Init(void);//初始化
unsigned int Get_ADC_Value(void);//讀取AO值
unsigned char Get_DO_Num(void);//讀取DO值
#endif

04移植驗證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version
 */
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_IRtracking.h"

int32_t main(void)
{
    board_init();        // 開發(fā)板初始化

    uart1_init(115200);        // 串口1波特率115200

    IRtracking_GPIO_Init();
    printf("IRtracking demo startrn");
    while(1)
    {
        printf("AO = %drn", Get_ADC_Value() );
        printf("DO = %drn",Get_DO_Num() );
        delay_ms(1000);
    }
}

移植現(xiàn)象：輸出AO值和DO值。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1fKt5ewsEwof8kme0Itvrng?pwd=LCKF

提取碼：LCKF

審核編輯 黃宇