GP2Y0A02YKOF是夏普的一款距离测量传感器模块。它由PSD(position sensitive detector)和IRED(infrared emitting diode)以及信号处理电路三部分组成。由于采用了三角测量方法,被测物体的材质、环境温度以及测量时间都不会影响传感器的测量精度。传感器输出电压值对应探测的距离。通过测量电压值就可以得出所探测物体的距离,所以这款传感器可以用于距离测量、避障等场合。
一、模块来源
采购链接：
GP2Y0A02YK0F 红外激光测距传感器 避障测距20-150cm
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/11dDQHyYJfi0nNyC28vkpoA
资料提取码：qvpm
二、规格参数
工作电压：3.3-5V
工作电流：33MA
模块尺寸：37 x 21.6mm
输出方式: 模拟量输出
读取方式：ADC
管脚数量：3 Pin
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【能够判断前方障碍物的功能】。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。
1、查看资料
红外测距传感器的输出是非线性的。每个型号的输出曲线都不同。所以，在实际使用前，最好能对所使用的传感器进行一下校正。对每个型号的传感器创建一张曲线图，以便在实际使用中获得真实有效的测量数据。下图是测距距离为20-150CM型号的输出曲线图。
从上图中，可以看到，当被探测物体的距离小于大约 15cm 的时候，输出电压急剧下降，也就是说从电压读数来看，物体的距离应该是越来越远了。但是实际上并不是这样的，想象一下，你的机器人本来正在慢慢的 靠近障碍物，突然发现障碍物消失了，一般来说，你的控制程序会让你的机器人以全速移动，结果是，"砰"的一声。当然了，解决这个方法也不是没有，这里有个小技巧。只需要改变一下传感器的安装位置，使它到机器人的外围的距离大于最小探测距离就可以了。
红外测距传感器的输出数据线是通过电压的变化来确定距离，我们可以使用ADC功能获取传感器的电压变化，将其转换为实际距离即可。电压距离转换公式见官方代码库链接：https://github.com/zoubworldArduino/ZSharpIR找到我们20-150CM型号的传感器，在下方有换算公式。
2、引脚选择
3、移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与传感器章节的【DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_IRdistance.c与bsp_IRdistance.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_IRdistance.c中，编写如下代码。
c
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*/
#include "bsp_IRdistance.h"
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "math.h"
/**********************************************************
* 函 数 名 称：IRdistance_GPIO_Init
* 函 数 功 能：初始化ADC
* 传 入 参 数：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：LP
**********************************************************/
void IRdistance_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_IRDISTANCE_GPIO, ENABLE);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_ADC, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_IRDISTANCE_AO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入
GPIO_Init(PORT_IRDISTANCE, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(IRDISTANCE_ADC);//ADC复位
// ADC 模式配置
ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;// 只使用一个ADC，独立模式
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE ;// 禁止扫描模式，单通道不需要扫描
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;// 连续转换模式
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;// 软件触发转换
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 数据右对齐
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;// 转换通道1个
// 初始化ADC
ADC_Init(IRDISTANCE_ADC, &ADC_InitStruct);
// 配置ADC时钟PCLK2的6分频，即12MHz
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
// 配置 ADC 通道转换顺序为1，第一个转换，采样时间为55.5个时钟周期
// 通道为5
ADC_RegularChannelConfig(IRDISTANCE_ADC, IRDISTANCE_ADC_CHANNEL, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
//ADC使能
ADC_Cmd(IRDISTANCE_ADC, ENABLE);
// 初始化ADC 校准寄存器
ADC_ResetCalibration(IRDISTANCE_ADC);
// 等待校准寄存器初始化完成
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(IRDISTANCE_ADC));
// ADC开始校准
ADC_StartCalibration(IRDISTANCE_ADC);
// 等待校准完成
while (ADC_GetCalibrationStatus(IRDISTANCE_ADC));
// 使用软件触发ADC转换
ADC_SoftwareStartConvCmd(IRDISTANCE_ADC, ENABLE);
}
/**********************************************************
* 函 数 名 称：Get_Adc_Value
* 函 数 功 能：获得某个通道的值
* 传 入 参 数：CHx：通道数字
* Count：采集次数
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：LP
**********************************************************/
float Get_Adc_Value(uint8_t CHx, uint8_t Count)
{
uint32_t adcValue = 0;
double ret = 0;
ADC_RegularChannelConfig(IRDISTANCE_ADC, CHx, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5 );
ADC_SoftwareStartConvCmd(IRDISTANCE_ADC, ENABLE);
// 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次
for(int i = 0; i < Count; i++)
{
adcValue += ADC_GetConversionValue(IRDISTANCE_ADC);
}
// 求平均值
ret = (double)adcValue / Count;
ret = (((double)ret / 4095) * 3.5);
return ret;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_illume_Percentage_value
* 函 数 说 明：计算红外测距的测量距离
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：返回测量距离
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
double Get_IRdistance_Distance(void)
{
double adc_new = 0;
double Distance = 0;
adc_new = Get_Adc_Value(IRDISTANCE_ADC_CHANNEL, 30);
// 根据官方代码库链接：https://github.com/zoubworldArduino/ZSharpIR
// 得到距离换算公式：
// 【GP2Y0A02YK0F：Using MS Excel, we can calculate function (For distance > 15cm) :
// Distance = 60.374 X POW(Volt , -1.16)】
Distance = 60.374 * pow(adc_new,-1.16);
return Distance;
}1
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在文件bsp_IRdistance.h中，编写如下代码。
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*/
#ifndef _BSP_IRDISTANCE_H_
#define _BSP_IRDISTANCE_H_
#include "stm32f10x.h"
#define RCC_IRDISTANCE_GPIO RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RCC_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define IRDISTANCE_ADC ADC1
#define IRDISTANCE_ADC_CHANNEL ADC_Channel_5
#define PORT_IRDISTANCE GPIOA
#define GPIO_IRDISTANCE_AO GPIO_Pin_5
void IRdistance_GPIO_Init(void);
float Get_Adc_Value(uint8_t CHx, uint8_t Count);
double Get_IRdistance_Distance(void);
#endif1
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四、移植验证
在main.c中输入代码如下:
c
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* 2024-03-29 LCKFB-LP first version
*/
#include "stm32f10x.h"
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_IRdistance.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200);
IRdistance_GPIO_Init();
printf("ADC demo start\r\n");
while(1)
{
printf("Distance = %.2f\r\n", Get_IRdistance_Distance() );
delay_ms(1000);
}
}1
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移植成功案例代码下载链接：