外设模块学习（10）——红外避障模块（STM32）

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

cpp 复制代码

#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

cpp 复制代码

/*
 * @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 PA0
    RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPAEN;
    // 浮空输入 mode-00 cnf-01
    GPIOA->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

cpp 复制代码

/*
 * @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();			// LED
	IR_Obstacle_Init();	// 红外避障

	while(1)
	{		
		// 有障碍LED1点亮
		if (IR_Obstacle_Detect() == IS_OBSTACLE)
			LED_On(LED1);
		else
			LED_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。

五、小结

本次，我们介绍了红外避障模块的工作原理及基于STM32的应用实现。该模块通过红外发射与接收管检测障碍物，具有2-30cm可调检测范围，输出高低电平信号分别表示有无障碍。

文中详细说明了模块参数、引脚定义，并提供了STM32驱动代码示例，包括初始化配置和检测函数实现。测试代码通过LED灯直观显示检测结果，当检测到障碍物时点亮LED。

以上便是本次文章的所有内容，欢迎各位朋友在评论区讨论，本人也是一名初学小白，愿大家共同努力，一起进步吧！

鉴于笔者能力有限，难免出现一些纰漏和不足，望大家在评论区批评指正，谢谢！