【NUCLEO-L476RG开发】+传感器系列第一帖——红外！多图慎入

星辰一方 · 发表于 2015-11-4 15:47:31

本帖最后由星辰一方于 2015-11-20 19:56 编辑

【NUCLEO-L476RG开发】+比较器COMP1试用
【NUCLEO-L476RG开发】+传感器系列第二贴——MPU6050
【NUCLEO-L476RG开发】+传感器系列第三贴——玩转超声波测距

这是我的L476试用贴第一帖。传感器：【红外对管】，首先，红外包括用于夜视照明、通讯、检测等多种领域各种各样，本帖中提到的红外只红外对管，就是最简单的那种红外反射和接收二极管。
实验目的：1、使用cubemx和HAL库函数，学习与熟悉PWM输出、AD转换、DMA传输、串口输出、I/O外部中断等的操作步骤；
2、探究红外对管发射接收过程，讨论红外对管用于距离测量（10cm近距离）的可行方案。

实验内容：1、使用HAL库配置TIM2的CH1为PWM输出，通过三极管驱动红外发射管，控制红外发射强度；

2、打开ADC1中10个AD通道，并使用DMA方式连续转换200组数据，经串口打印输出，按键每按下一次，进行一次200组数据的转换并打印输出；
3、进行printf重定向；
4、对红外测量数据进行对比分析，评估红外测距的可行性，和大家讨论红外测距方案设计。

下面是详细过程：
1】电路原理图和实验板连接：

电路很简单，不详述过程了，看不明白的可以跟帖讨论，下同。
2】cubemx工程创建：
配置ADC1，打开图中10个通道，配置为单端输入。（实验中只用到一个通道，此处只是为了练习多通道ADC配置过程和数据在Scan模式下的传输及数据组织形式）

打开定时器2的CH1，使能定时器时钟

打开USART2为异步，如下图

时钟配置，使用默认即可，无需特殊配置，如下：

打开TIM2配置页面，配置预分频、计数周期、占空比三个参数，如下图：

打开TIM2全局中断

配置ADC1，这一步非常关键，而且需要配置的参数也很多，一定一定要严格按照下图所示配置，未显示部分按照rank1配置，注意通道要依次往下选，不要选重复了，如下图：

打开ADC1中断

增加ADC1的DMA通道，注意配置信息，如下图：

打开USART2配置页面，修改图中字长配置为8位，如图：

打开USART2的中断

打开GPIO配置页面，配置PC13外部中断上升沿触发，如下图：

打开NVIC配置，选中图中外部中断10——15线的开关，

配置全部完成，生成工程前记得选中下图中选项，生成对应.c和.h文件，否则代码会比较乱。

代码我就不详细讲了，见附件。
3】实验过程：
因为进行的是测距实验，首先系统上电，使用一个物体挡住红外对管，这里使用了一个充电宝，充电宝下方有一直尺，用于测量距离，如图：

下面是使用50%占空比PWM波经三极管驱动红外发光管下测量的数据曲线图，图中标有2cm……10cm的界限，每个距离200个点，可以看出上界限不够明显，但是下界限比较明显，由此波形可以得出：原理上，经过滤波处理，完全可以实现一定精度的红外测距。

下面是90%占空比下的波形图，这个区分度明显要好得多。

有人可能会说，测距、避障干嘛不用超声波？
首先，这里是探究红外发射与接收的基本原理，从这个实验可以直观地了解到红外对管的工作原理，而红外对管是最简单的红外传感器，其他红外接收头等均基于此。
其次，超声波模块成本高，指向性不如红外强，另外就是红外对颜色敏感，可以用于循迹，而超声波模块不能。
最后，还有一点就是，曾经有个搞控制的朋友说过，用足够精度的硬件去搞开发，大家都能搞，用低端低精度的硬件做搞定项目，这才叫控制，我不是搞控制的，但是我还是比较喜欢这句话

。这个红外用的好的话，完全可以用作码盘编码传感器，光电码盘一般都是对射安装，而如果使用此方案中的红外，就可以变成反射，只需单测安装，非常便利，这个后续我会尝试下。