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立创·CW32F030C8T6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
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。
3、移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与第二章的第1小节【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。
/*
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*/
#include "bsp_IRdistance.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)
{
RCC_IRDISTANCE_GPIO_ENABLE(); // 使能GPIO时钟
RCC_IRDISTANCE_ADC_ENABLE(); // 使能ADC时钟
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 = IRDISTANCE_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 功 能：获得某个通道的值
* 传 入 参 数：Count：采集次数
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：LP
**********************************************************/
float Get_Adc_Value(uint8_t Count)
{
uint32_t adcValue = 0;
double ret = 0;
// 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次
for(int i = 0; i < Count; i++)
{
adcValue += ADC_GET();
}
// 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(10);
// 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;
}在文件bsp_encoder.h中，编写如下代码。
/*
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*/
#ifndef _BSP_IRDISTANCE_H_
#define _BSP_IRDISTANCE_H_
#include "board.h"
#define RCC_IRDISTANCE_GPIO_ENABLE() __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define RCC_IRDISTANCE_ADC_ENABLE() __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define GPIO_ANALOG_ENABLE() PA05_ANALOG_ENABLE() // PA05设定为模拟输入
#define IRDISTANCE_ADC_CHANNEL ADC_ExInputCH5
#define PORT_IRDISTANCE CW_GPIOA
#define GPIO_IRDISTANCE_AO GPIO_PIN_5
void IRdistance_GPIO_Init(void);
float Get_Adc_Value(uint8_t Count) ;
double Get_IRdistance_Distance(void);
#endif四、 移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
/*
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*/
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_IRdistance.h"
int32_t main(void)
{
board_init(); // 开发板初始化
uart1_init(115200); // 串口1波特率115200
IRdistance_GPIO_Init();
printf("ADC demo start\r\n");
while(1)
{
printf("Distance = %.2f\r\n", Get_IRdistance_Distance() );
delay_ms(1000);
}
}上电现象（障碍物距离20CM）：
模块移植成功案例代码：
链接：https://pan.baidu.com/s/10x8SiTd8z0HFHmGnWpZ3Vw?pwd=LCKF 提取码：LCKF