红外循迹传感器 | 立创开发板技术文档中心

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

采购链接：

新款寻迹避障模块 TCRT5000红外反射传感器

资料下载链接：

https://pan.baidu.com/s/1Tjd2iHMtNVgwhqqCU_PmTQ

资料提取码：8zul

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

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PB0的附加ADC功能。

模块	开发板
VCC	5V0
GND	GND
DO	PB2
AO	PB0

3、代码编写

新建两个文件 bsp_irtracking.c 和 bsp_irtracking.h，并且将头文件路径添加到编译器中。

新建文件以及添加头文件路径到编译器，在 DHT11章节 已经讲过了，可以移步进行查看。

DHT11章节跳转 : （点击跳转🚀）

在文件 bsp_irtracking.c 和 bsp_irtracking.h 中，编写如下代码。

bsp_irtracking.hbsp_irtracking.c

/*
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 */

#ifndef BSP_CODE_BSP_IRTRACKING_H_
#define BSP_CODE_BSP_IRTRACKING_H_

#include "gd32vw55x.h"
#include "systick.h"


#ifndef delay_ms
#define delay_ms(x)    delay_1ms(x)
#endif
#ifndef delay_us
#define delay_us(x)    delay_1us(x)
#endif

#define MODULE_BSP_RCU_ENABLE()   \
            rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_GPIO_RCU); \
            rcu_periph_clock_enable(BSP_DO_GPIO_RCU); \
            rcu_periph_clock_enable(BSP_ADC_RCU);


/* PB0 ADC_IN8 */
#define BSP_ADC_GPIO_RCU     RCU_GPIOB
#define BSP_ADC_GPIO_PORT    GPIOB
#define BSP_ADC_GPIO_PIN     GPIO_PIN_0

/* PB0 ADC_IN8 */
#define BSP_ADC_RCU         RCU_ADC
#define BSP_ADC             ADC
#define BSP_ADC_CHANNEL     ADC_CHANNEL_8

#define BSP_DO_GPIO_RCU     RCU_GPIOB
#define BSP_DO_GPIO_PORT    GPIOB
#define BSP_DO_GPIO_PIN     GPIO_PIN_2


#define IR_DO   gpio_input_bit_get(BSP_DO_GPIO_PORT, BSP_DO_GPIO_PIN)

//采样次数
#define SAMPLES 5

void Module_BSP_Init(void);
int Get_ADC_TRACK_Value(void);//读取AO值
char Get_TRACK_DO(void);//读取DO值

#endif /* BSP_CODE_BSP_IRTRACKING_H_ */

/*
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 */

#include "bsp_irtracking.h"
#include "stdio.h"

void Module_BSP_Init(void)
{
    /* 使能ADC和GPIO时钟 */
    MODULE_BSP_RCU_ENABLE();

    // 配置DO引脚为输入模式
    gpio_mode_set(BSP_DO_GPIO_PORT, GPIO_MODE_INPUT, GPIO_PUPD_NONE, BSP_DO_GPIO_PIN);

    // 配置ADC时钟为4分频
    adc_clock_config(ADC_ADCCK_PCLK2_DIV4);

    // 配置引脚为模拟浮空输入模式
    gpio_mode_set(BSP_ADC_GPIO_PORT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, BSP_ADC_GPIO_PIN);

    // 使能扫描模式
    adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);

    // 数据右对齐
    adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);

    // ADC设置为12位分辨率
    adc_resolution_config(ADC_RESOLUTION_12B);

    // ADC设置为规则组  一共使用 1 个通道
    adc_channel_length_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL, 1);

    // ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发
    adc_external_trigger_config(ADC_ROUTINE_CHANNEL,EXTERNAL_TRIGGER_DISABLE);
    // 使能软件触发
    adc_software_trigger_enable(ADC_ROUTINE_CHANNEL);

    // ADC使能
    adc_enable();
}


/**********************************************************
 * 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：LCKFB
 * 备       注：LP
**********************************************************/
static int ADC_GET(void)
{
    int gAdcResult = 0;
    int timeOut = 1000;

    // 设置采集通道
    adc_routine_channel_config(0, BSP_ADC_CHANNEL, ADC_SAMPLETIME_14POINT5);
    // 开始软件转换
    adc_software_trigger_enable(ADC_ROUTINE_CHANNEL);

    // 等待ADC总线处理完成
    while(!adc_flag_get(ADC_FLAG_EOC) && timeOut--)
    {
        delay_us(1);
    }

    // 清除ADC采样完成标志位
    adc_flag_clear(ADC_FLAG_EOC);

    if(!timeOut)
    {
        printf("ADC_GET Failed!!!\r\n");
        return 0;
    }

    // 获取通道的转换结果
    gAdcResult = adc_routine_data_read();
    // printf("gAdcResult = %d\r\n",gAdcResult);

    return gAdcResult;
}


/******************************************************************
 * 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：LCKFB
 * 备       注：无
******************************************************************/
int Get_ADC_TRACK_Value(void)
{
    char i = 0;
    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_TRACK_DO
 * 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：LCKFB
 * 备       注：可以通过模块上的可调电阻调整识别黑色的阈值
******************************************************************/
char Get_TRACK_DO(void)
{
    if( IR_DO == 1 )
    {
        return 1;
    }
    else
    {
        return 0;
    }
}

四、移植验证

在 src\main.c 中输入代码如下:

#include "gd32vw55x.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "gd32vw553h_eval.h"

#include "bsp_irtracking.h"

/*!
    \brief      toggle the led every 500ms
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
void led_spark(void)
{
    static __IO uint32_t timingdelaylocal = 0U;

    if(timingdelaylocal) {

        if(timingdelaylocal < 500U) {
            gd_eval_led_on(LED1);
        } else {
            gd_eval_led_off(LED1);
        }

        timingdelaylocal--;
    } else {
        timingdelaylocal = 1000U;
    }
}

/*!
    \brief      main function
    \param[in]  none
    \param[out] none
    \retval     none
*/
int main(void)
{
#ifdef __FIRMWARE_VERSION_DEFINE
    uint32_t fw_ver = 0;
#endif /* __FIRMWARE_VERSION_DEFINE */

    /* configure systick */
    systick_config();
    eclic_priority_group_set(ECLIC_PRIGROUP_LEVEL3_PRIO1);
    /* initilize the LEDs, USART and key */
    gd_eval_led_init(LED1);
    gd_eval_com_init(EVAL_COM0);
    gd_eval_key_init(KEY_TAMPER_WAKEUP, KEY_MODE_GPIO);

#ifdef __FIRMWARE_VERSION_DEFINE
    fw_ver = gd32vw55x_firmware_version_get();
    printf("\r\n= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =\r\n\n");
    printf("\r\n=== Welcome to use the LC-GD32VW553-HMQ6 development board ====\r\n\n");
    printf("\r\n======================= www.lckfb.com =========================\r\n\n");
    printf("\r\n======================= wiki.lckfb.com ========================\r\n\n");
    printf("\r\n= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =\r\n");
    /* print firmware version */
    printf("\r\nGD32VW55X series firmware version: V%d.%d.%d", (uint8_t)(fw_ver >> 24), (uint8_t)(fw_ver >> 16), (uint8_t)(fw_ver >> 8));
#endif /* __FIRMWARE_VERSION_DEFINE */

    /* print out the clock frequency of system, AHB, APB1 and APB2 */
    printf("\r\nCK_SYS is %d\r\n", rcu_clock_freq_get(CK_SYS));
    printf("\r\nCK_AHB is %d\r\n", rcu_clock_freq_get(CK_AHB));
    printf("\r\nCK_APB1 is %d\r\n", rcu_clock_freq_get(CK_APB1));
    printf("\r\nCK_APB2 is %d\r\n", rcu_clock_freq_get(CK_APB2));

    Module_BSP_Init(); //初始化BSP

    printf("\r\nBSP Module Initialized.\r\n");

    while(1)
    {
        printf("\n");
        printf("AO Value = %d\r\n", Get_ADC_TRACK_Value());
        printf("DO Value = %d\r\n", Get_TRACK_DO());

        delay_ms(100);
    }
}

上电效果：

【代码下载】

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常见模块移植手册

显示类

传感器类

控制类

一、模块来源

二、规格参数

三、移植过程

1、查看资料

2、引脚选择

3、代码编写

四、移植验证

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