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外观

​

  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 ​

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 ​

当前只有AO引脚需要使用到ADC接口，所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PA5的附加ADC功能

3、移植至工程 ​

接下来我们配置 SYSCONFIG

  1. 双击 empty.syscfg 文件，打开它。
  1. 在 empty.syscfg 文件界面点击 Tools，然后点击 SYSCONFIG 工具。
  1. 点击 ADD 添加配置
  1. 添加配置【根据下方图片进行添加】
  1. 点击保存

WARNING

出现只要出现下面的框就一定要选择：Yes to All

  1. 然后点击编译（可能会报错，我们不用管！）
  1. 然后我们所有设定的引脚和功能就会在 ti_msp_dl_config.h 中定义。因为这个文件我们包含进了 board.h 所以我们只需要引用 board.h 即可。【这里的 board.h 就充当了芯片头文件的作用】

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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 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-05-27     LCKFB-LP    first version
 */
#include "bsp_IRdistance.h"
#include "stdio.h"
#include "math.h"

volatile bool gCheckADC;        //ADC采集成功标志位

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：IRdistance_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_Init(void)
{
        SYSCFG_DL_init();

        //开启ADC中断
        NVIC_EnableIRQ(ADC12_0_INST_INT_IRQN);

        printf("adc Demo start\r\n");
}
/**********************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_GET
 * 函 数 功 能：读取一次ADC数据
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：LP
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
        unsigned int gAdcResult = 0;

        int timeout = 100;

        //软件触发ADC开始转换
        DL_ADC12_startConversion(ADC12_0_INST);
        //如果当前状态为正在转换中则等待转换结束
        while (false == gCheckADC)
        {
              delay_us(1);
              timeout--;

              if(timeout <= 0)
              {
                    printf("DL_ADC12_startConversion ERROR!! LINE:%d\r\n",__LINE__);
                    return 1;
              }
        }
        //获取数据
        gAdcResult = DL_ADC12_getMemResult(ADC12_0_INST, ADC12_0_ADCMEM_ADC_CH0);

        //清除标志位
        gCheckADC = false;

        return gAdcResult;
}

/**********************************************************
 * 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
**********************************************************/
uint32_t Get_Adc_Value(uint8_t Count)
{
        unsigned int gAdcResult = 0;
        uint8_t i = 0;
        for(i = 0; i < Count; i++)
        {
                //获取数据
                gAdcResult += ADC_GET();
        }

        return (gAdcResult / Count);
}

/******************************************************************
 * 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 = (((double)Get_Adc_Value(10.f) / 4095.f) * 3.5f);

//    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;
}

//ADC中断服务函数
void ADC12_0_INST_IRQHandler(void)
{
        //查询并清除ADC中断
        switch (DL_ADC12_getPendingInterrupt(ADC12_0_INST))
        {
                        //检查是否完成数据采集
                        case DL_ADC12_IIDX_MEM0_RESULT_LOADED:
                                        gCheckADC = true;//将标志位置1
                                        break;
                        default:
                                        break;
        }
}

在文件bsp_IRdistance.h中，编写如下代码。

c
/*
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 */
#ifndef _BSP_IRDISTANCE_H_
#define _BSP_IRDISTANCE_H_

#include "board.h"

void IRdistance_Init(void);
uint32_t Get_Adc_Value(uint8_t Count);
double Get_IRdistance_Distance(void);

#endif

四、移植验证 ​

在empty.c中输入代码如下:

c
#include "board.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_IRdistance.h"

int main(void)
{
      //开发板初始化
      board_init();

      IRdistance_Init();

      while (1)
      {
            printf("Distance = %d CM\r\n", (int)Get_IRdistance_Distance() );

            delay_ms(1000);
      }
}

上电效果：（障碍物距离20CM）

移植成功案例代码下载链接：

代码下载

链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！

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