智能小车系统设计（STM32版） - 第07章 -基础实验：寻迹与避障实验

第7章实验5——寻迹与避障实验2022TrackingandObstacleAvoidanceExperiment

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根据智能小车核心板上的寻迹与避障电路原理图，利用STM32微控制器的GPIO功能，编写智能小车的寻迹与避障驱动程序，并利用DbgCar调试组件测试驱动代码。One

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原理“寻迹模块简介智能小车利用四路寻迹模块来收集寻迹信息，模块实物如右图：四路寻迹模块参数：功能：寻迹传感器可以发射和接收红外线，并将光信号转换为电信号，最终向微控制器传回高低电平，因此只需要读取I/O口的电平即可。寻迹模块不仅可以用于实现智能小车寻迹功能，还能检测智能小车是否踏空，在避障模式中还可以有效防止智能小车跌落，起到保护作用。

寻迹模块采用TCRT5000型光电传感器模块发射和接收红外信号，TCRT5000型光电传感器由高发射功率红外光二极管和高灵敏度光电三极管组成，具有一个红外发射管和一个红外接收管，如右图所示：·红外接收管接收到红外信号时，三极管导通，输出电平由高电平变为低电平·输出电压会根据红外光强的不同而有所差异，当接收到较强的红外光时，流经电阻R1的电流较大，使得输出电压偏低·当接收到较弱的红外光时，流经电阻的电流较小，输出电压偏大由此可以得出，TCRT5000型光电传感器的输出电压随接收到红外光强的增大而减小。寻迹模块--TCRT5000传感器

寻迹模块电路原理图如下图所示，其中U1为4通道运放，Px为TCRT5000型光电传感器，SWx为可调电阻。

以通道1为例，通道1的IN1+和IN1-组成一个电压比较器：·当检测到较弱的红外光时，IN1电压较高，此时IN1-的电压大于IN1+的电压，X1输出为低电平；·当检测到较强的红外光时，IN1电压较低，使得IN1-的电压小于IN1+的电压，X1输出为高电平。

综上，当寻迹模块遇见黑线时，红外光被黑线吸收，输出低电平，指示灯亮。遇白线则相反。

可以通过调节可调电阻的电阻值来修改电压比较器的阙值，使得寻迹模块接收到的红外线光强超过一定的阈值才会输出低电平。寻迹模块电路原理图--TCRT5000

智能小车采用避障传感器模块来检测障碍物和光照强度，该模块集成了避障和光敏传感器等，实物如右图所示：·避障传感器实时测量小车与前方障碍物的距离，当小车与障碍物的距离过近时，避障传感器将发出预警信号。在避障模式下，STM32微控制器控制小车避开障碍物。·光敏传感器能实时感应小车周围的光照强度，当光照强度超过阙值时，向STM32微控制器传回高电平，此特性可以用于智能小车寻光模式。避障寻光模块简介

避障与寻光都是独立完成的，其原理与寻迹模块类似。下表列出了寻迹模块、避障寻光模块在不同情况下的I/O输入电平，以及指示灯的亮灭情况。寻迹与避障电路原理图如下图所示，编写驱动程序时只需要通过GPIO读取对应I/O端口的电平即可。寻迹与避障寻光信号、电路原理步骤1：复制并编译原始工程 步骤2：添加BEEP文件对 步骤3：完善BEEP.h文件 步骤4：完善BEEP.c文件 步骤5：完善蜂鸣器驱动应用层步骤6：编译及下载验证实验步骤Experimentalsteps“Three实验步骤steps步骤1：复制并编译原始工程步骤2：添加Infrared文件对 步骤3：完善Infrared.h文件步骤4：完善Infrared.c文件 步骤5：完善寻迹与避障实验应用层步骤6：编译及下载验证本

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在Common.h文件的StructSystemFlag结构体中，添加新成员InfraredIOInput,类型为u8，用于存储所有寻迹与避障输入数据，该数据的具体描述如下表所示。其中每一位存储的是对应I/O的输入状况，1/O输入高电平时为1，输入低电平时为0。

读取各个传感器的输入电平，存储到InfaredIOImput中，在Debuginfrared函数中将In