LM393(寻迹原理)

温馨提醒:本博客分为两种方式讲解单片机和LM393的工作原理和编程思路:

  1. 简单的方式:直接说它是怎么用的;
  2. 复杂的方式:讲解硬件电路原理
    这里我们为了满足大部分人快速学习单片机(或其他微处理器)的愿望,
    先来说说简单的方法;
    这里写图片描述
    如图,这是寻迹探头,一个发射探头,一个接收探头。
    工作原理是:当发射探头发出的光被物体反射,被接收探头接收时,经过一系列过程(此处省略中间复杂的过程),最终与LM393相连的单片机管脚被置为0;相反,如果发射的光线被物体(比如黑胶带)吸收而没有反射给接收端,则相应的单片机管脚将会被置1;

哎呀!其实总结起来就一句话啦:对于LM393,有光置0,无光置1
至于置0置1后怎么弄?
if扫描检测相应单片机管脚高低电平;

复杂的方法:
这里写图片描述这里写图片描述
(这里特别提醒:光敏电阻的最值随着光照强度的增加而减小)
大家结合上电路图理解整体工作过程:
当发射探头发射的光反射到接收探头中,接收探头内的光敏电阻R1因受到光照,电阻减小,以至于运放(图中三角形)的反向输入端的电位增大,当V2>V3时与单片机连接的out5输出为低电平0;反之为1;
这事只需单片机写出相应的程序来接收即可;

### STM32平衡小车寻迹功能PCB原理图设计 #### 1. 红外循迹模块电路设计 红外循迹模块的核心是由一对红外发射管和接收管组成。红外发射管发送特定频率的红外信号,当遇到反射面(如黑线或白线)时,红外信号返回并被接收管捕获。经过内部比较器处理后,输出一个低电平信号表示检测到目标[^1]。 以下是红外循迹模块的主要参数: - **工作电压**:3.3V 至 5V。 - **有效距离**:2~30cm 可调。 - **特点**:抗干扰性强、易调节、适合多种应用场景。 ```c // 示例代码:读取红外循迹传感器状态 #include "stm32f1xx_hal.h" #define TRACE_PIN GPIO_PIN_0 #define TRACE_PORT GPIOA void IR_Trace_Init(void) { __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0}; GPIO_InitStruct.Pin = TRACE_PIN; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(TRACE_PORT, &GPIO_InitStruct); } uint8_t Read_IR_Sensor(void) { return HAL_GPIO_ReadPin(TRACE_PORT, TRACE_PIN); // 返回高/低电平 } ``` --- #### 2. E18-D80NK红外避障模块电路设计 E18-D80NK 是一种高性能的红外避障传感器,采用调制解调技术来减少可见光的影响。其最大探测距离可达 80cm,具体取决于物体的颜色和表面材质。 主要特性如下: - **探测距离**:可调至 80cm。 - **优点**:抗干扰性能强、适用范围广。 - **典型应用**:机器人避障、自动化生产线计数等场景。 --- #### 3. PCB布局建议 对于基于 STM32 的平衡小车项目,PCB 设计需考虑以下几个方面: ##### (1)电源管理 - 使用稳压芯片(如 LM1117 或 MP1584)提供稳定的 3.3V 和 5V 输出。 - 添加滤波电容(通常为 10uF 和 0.1uF 组合)以降低噪声影响。 ##### (2)MCU核心区域 - 将 STM32 芯片放置在板子中央位置,便于布线。 - 靠近晶振布置去耦电容(一般为 22pF),确保时钟稳定性。 ##### (3)传感器接口 - 红外循迹模块连接至 MCU 的通用 I/O 引脚。 - 避障传感器同样接入独立的 I/O 引脚,并通过限流电阻保护输入端口。 ##### (4)电机驱动部分 - 如果使用 L298N 或 TB6612FNG,则需要为其供电线路增加大容量电解电容(如 100uF)。 - 控制信号由 PWM 波形生成,注意设置死区时间防止短路。 --- #### 4. 原理图关键节点说明 下图为简化版的功能框图描述: ![原理图](https://example.com/schematic.png) - **微控制器单元 (MCU)**:负责数据采集与逻辑运算。 - **红外传感阵列**:用于路径识别及障碍物监测。 - **动力系统控制**:实现速度调整以及方向改变。 - **外部通信接口**(选配):支持调试串口或者无线传输协议。 实际绘制过程中应遵循 Altium Designer/SchDesigner 工具规范完成最终版本制作。 --- ###
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