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。
一、模块来源
二、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
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【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。
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。
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。
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_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。
c
/*
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*/
#include "bsp_IRtracking.h"
#include "board.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_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_IR_ADC|RCC_IR_GPIO, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_IR_AO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入
GPIO_Init(PORT_IR, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(PORT_IR_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(PORT_IR_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(PORT_IR_ADC, CHANNEL_IR_ADC, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
//ADC使能
ADC_Cmd(PORT_IR_ADC, ENABLE);
// 初始化ADC 校准寄存器
ADC_ResetCalibration(PORT_IR_ADC);
// 等待校准寄存器初始化完成
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(PORT_IR_ADC));
// ADC开始校准
ADC_StartCalibration(PORT_IR_ADC);
// 等待校准完成
while (ADC_GetCalibrationStatus(PORT_IR_ADC));
// 使用软件触发ADC转换
ADC_SoftwareStartConvCmd(PORT_IR_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 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_GetConversionValue(PORT_IR_ADC);
}
/* 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
红外发射器一直发射红外线，红外线经发射后被接收，此时输出[低电平]，输出指示灯[点亮]。
黑色是不反射红外线的，也就是说循迹模块遇到黑线，模块输出[高电平]，输出指示灯[熄灭]。
******************************************************************/
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;
}
}1
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在文件bsp_IRtracking.h中，编写如下代码。
c
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*/
#ifndef _BSP_IRTRACKING_H_
#define _BSP_IRTRACKING_H_
#include "stm32f10x.h"
#define RCC_IR_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define RCC_IR_GPIO RCC_APB2Periph_GPIOA
#define PORT_IR GPIOA
#define GPIO_IR_AO GPIO_Pin_5
#define GPIO_IR_DO GPIO_Pin_1
#define PORT_IR_ADC ADC1
#define CHANNEL_IR_ADC ADC_Channel_5
#define IR_DO GPIO_ReadInputDataBit( 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
#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_IRtracking.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200);
IRtracking_GPIO_Init();
printf("IRtracking demo start\r\n");
while(1)
{
printf("AO = %d\r\n", Get_ADC_Value() );
printf("DO = %d\r\n",Get_DO_Num() );
delay_ms(1000);
}
}1
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移植成功案例代码下载链接：