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
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