CW32模块使用 红外循迹传感器

红外循迹传感器采用TCRT5000红外反射传感器，一种集发射与接收于一体的光电传感器，它由一个红外发光二极管和一个NPN红外光电三极管组成。检测反射距离1mm-25mm适用，传感器特设M3固定安装孔，调节方向与固定方便易用，使用宽电压LM393比较器，信号干净，波形好，驱动能力强，超过15mA。可以应用于机器人避障、机器人进行白线或者黑线的跟踪，可以检测白底中的黑线，也可以检测黑底中的白线，是寻线机器人的必备传感器。

01模块来源

模块实物展示：

资料下载链接：https://pan.baidu.com/s/1Tjd2iHMtNVgwhqqCU_PmTQ
资料提取码：8zul

2 规格参数

工作电压：3.3V-5V

检测反射距离：1mm~25mm适用

输出方式: DO接口为数字量输出；AO接口为模拟量输出

读取方式：ADC

管脚数量：4 Pin（2.54mm间距排针）

以上信息见厂家资料文件

03移植过程

我们的目标是将例程移植至CW32F030C8T6开发板上【能够实现检测黑线的功能】。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现读取数据，再移植至我们的工程。

3.1查看资料

TCRT5000 传感器的红外发射二极管不断发射红外线，当发射出的红外线没有被反射回来或被反射回来但强度不够大时，红外接收管一直处于关断状态，此时模块的输出端为高电平，指示二极管一直处于熄灭状态；被检测物体出现在检测范围内时，红外线被反射回来且强度足够大，红外接收管饱和，此时模块的输出端为低电平，指示二极管被点亮。

其对应的原理图见下图，AO输出为红外循迹传感器直接输出的电压，所以为模拟量；DO为经过LM393进行电压比较后，输出高低电平，所以为数字量。

传感器原理图

因此DO引脚可以配置为GPIO的输入模式，AO引脚需要配置为ADC模拟输入模式。

3.2引脚选择

想要使用ADC，需要确定使用的引脚是否有ADC外设功能。可以通过手册进行查看。在用户手册439页。

这里选择使用PA5的附加ADC功能。

有ADC功能的引脚

接线表

3.3移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_IRtracking.c与bsp_IRtracking.h。这里不再过多讲述，移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_IRtracking.c中，编写如下代码。

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

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



/******************************************************************
 * 函 数 名 称：IRtracking_GPIO_Init
 * 函 数 说 明：红外循迹模块引脚初始化
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：AO引脚必须有ADC功能
******************************************************************/
void IRtracking_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体

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

    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_IR_AO|GPIO_IR_DO;      // GPIO引脚
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;     // 上拉输入
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;           // 输出速度高
    GPIO_Init(PORT_IR, &GPIO_InitStruct);              // 初始化

    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05设定为模拟输入

    /* ADC配置 */

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化结构体
    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看门狗结构体
    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC单通道转换结构体

    // 配置ADC初始化结构体
    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //单通道单次转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 时钟频率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz
    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5个ADC时钟周期
    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA参考电压
    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //关闭跟随器
    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //关闭内置温度传感器
    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不触发DMA
    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC转换结果右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //转换结果累加不使能

    //ADC模拟看门狗通道初始化
    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);

    //配置单通道转换模式
    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 单通道ADC转换结果溢出保存
    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = IR_ADC_CHANNEL;           // 选择ADC转换通道
    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化结构体
    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看门狗结构体

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

    ADC_Enable(); //ADC使能

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_GET
 * 函 数 功 能：读取一次ADC值
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：测量到的值
 * 作       者：LCKFB
 * 备       注：
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换

        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 获取数据

        return adcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_ADC_Value
 * 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
 * 函 数 形 参：
 * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(void)
{
        unsigned char i = 0;
        unsigned int AdcValue = 0;

        /* 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次 */
        for(i = 0; i < SAMPLES; i++)
        {
                /*    累加    */
                AdcValue += ADC_GET();
        }
        /* 求平均值 */
        AdcValue = AdcValue / SAMPLES;

        return AdcValue;
}
/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_DO_Num
 * 函 数 说 明：读取传感器识别状态
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：1=识别为黑色   0=识别的不是黑色
 * 作       者：LC
 * 备       注：可以通过模块上的可调电阻调整识别黑色的阈值
******************************************************************/
unsigned char Get_DO_Num(void)
{
    if( IR_DO == 1 )//识别为黑色
    {
        return 1;
    }
    else//识别的不是黑色
    {
        return 0;
    }
}

在文件bsp_IRtracking.h中，编写如下代码。

/*
 * 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设定为模拟输入

#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 )

 //采样次数
#define SAMPLES         30


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

04移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

/*
 * 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();        // 开发板初始化

    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);
    }
}

移植现象：输出AO值和DO值。

模块移植成功案例代码：

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

提取码：LCKF

审核编辑 黄宇