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外设模块学习（10）——红外避障模块（STM32）

news 2025/11/1 11:25:16

引言

本次学习的是一款与前面红外循迹模块原理很像的模块——红外避障模块，如下图所示。

在避障小车等场景中常常可以看见。本次我们来简单学习一下其用法，并基于STM32实现一下对该模块的控制。

一、红外避障传感器介绍

根据厂家提供的对该传感器介绍的文档可知，该传感器模块具备较强的环境光线适应能力，核心配置为一对红外线发射与接收管，核心特性如下：

（1）检测机制：发射管发射特定频率的红外线，当检测方向存在障碍物（反射面）时，红外线经反射后被接收管捕获，再通过比较器电路处理；
（2）核心优势：干扰小、装配便捷、使用简单；
（3）适用场景：广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数、黑白线循迹等场景。

二、相关参数介绍

（1）障碍物检测反馈：当模块检测到前方障碍物信号时，电路板上的绿色指示灯会随之点亮，同时 OUT 端口会持续输出低电平信号，以此明确反馈障碍物存在状态。
（2）检测范围与调节方式：模块的有效检测距离为 2～30cm，检测角度为 35°；检测距离可通过电位器灵活调节，顺时针旋转电位器时，检测距离会增加，逆时针旋转电位器时，检测距离则会减少。
（3）目标特性对探测的影响：该传感器采用主动红外线反射探测原理，目标的反射率和形状是影响探测距离的关键因素。其中，反射率方面，黑色目标的探测距离最小，白色目标的探测距离最大；形状方面，小面积物体的探测距离较小，大面积物体的探测距离较大。
（4）连接与驱动兼容性：传感器模块的输出端口 OUT 具备灵活的连接方式，可直接与单片机的 IO 口连接，也能直接驱动 5V 继电器；标准连接逻辑为 VCC 与外部电源 VCC 对接、GND 与外部电源 GND 对接、OUT 与单片机 IO 口对接。
（5）核心元器件与稳定性：模块内置 LM393 比较器，该元器件能有效保障模块在工作过程中的稳定性，减少信号干扰导致的误判问题。
（6）供电与电源指示：模块支持 3-5V 直流电源供电，适配多种常见电源规格；当电源成功接通后，电路板上的红色电源指示灯会点亮，直观提示模块供电状态。
（7）电位器预设与使用提醒：每个模块在出厂发货前，均已通过电位器调节好阈值比较电压，确保默认状态下的稳定工作；非特殊需求或专业调试场景，请勿随意调节电位器，避免影响模块检测精度。

三、引脚定义及功能介绍

接口标识	功能说明
VCC	外接 3.3V-5V 电压，可直接与 5V 单片机或 3.3V 单片机连接
GND	外接电源地（GND）
OUT	模块数字量输出接口，输出信号为 0（低电平）或 1（高电平）

这样看，使用STM32控制红外避障模块就比较简单了，只需要接收模块通过OUT引脚对外输出的电平，然后判断一下：高电平-无障碍，低电平-有障碍。

四、参考代码

经过上述原理介绍可知，其应用逻辑还是很简单的，下面给出参考代码，这是基于STM32F103系列单片机，寄存器方式编写的。

4.1 ir_obstacle.h

#ifndef __IR_OBSTACLE_H
#define __IR_OBSTACLE_H#include "stm32f10x.h"/*** 引脚接线* * VCC  --->  3.3/5V* GND  --->  GND* OUT  --->  PA0* 
*/// 宏定义
#define IS_OBSTACLE     (1)
#define NOT_OBSTACLE    (0)void IR_Obstacle_Init(void);
uint8_t IR_Obstacle_Detect(void);#endif 
/*** (C) COPYRIGHT 2025 END OF FILE ***/

4.2 ir_obstacle.c

/** @Descripttion: 红外避障模块驱动文件(.c)* @Author: JaRyon* @version: * @Date: 2025-10-27 19:20:21*/
#include "ir_obstacle.h"/*** @brief      红外避障模块初始化(.c)* @param      void 无* @return     void* @example    IR_Obstacle_Init();* @attention  */
void IR_Obstacle_Init(void)
{// 控制端口的初始化 PA0RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;// 浮空输入 mode-00 cnf-01GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_MODE0;GPIOA->CRL &= ~GPIO_CRL_CNF0_1;GPIOA->CRL |= GPIO_CRL_CNF0_0;
}/*** @brief      输出红外避障模块检测结果 有障碍-0 无障碍-1* @param      void 无* @return     uint8_t* @example    uint8_t Res = IR_Obstacle_Detect();* @attention  */
uint8_t IR_Obstacle_Detect(void)
{return (GPIOA->IDR & GPIO_IDR_IDR0) ? NOT_OBSTACLE : IS_OBSTACLE;
}

4.3 main.c

/** @Descripttion: 红外避障模块测试代码* @Author: JaRyon* @version: * @Date: 2025-10-25 23:10:52*/
#include "stm32f10x.h"
#include "LED.h"
#include "ir_obstacle.h"int main(void)
{// 初始化LED_Init();			// LEDIR_Obstacle_Init();	// 红外避障while(1){		// 有障碍LED1点亮if (IR_Obstacle_Detect() == IS_OBSTACLE)LED_On(LED1);elseLED_Off(LED1);}
}

主程序测试代码很简单，就是有障碍的时候点亮某一个LED。