一、模塊概述

適配廣、調(diào)節(jié)靈、記憶準(zhǔn)、好安裝

我們基于CW32L010芯片設(shè)計(jì)的5路智能巡線模塊，從實(shí)用性出發(fā)，解決了傳統(tǒng)巡線模塊的諸多痛點(diǎn)。

適用于各種地圖、各種顏色的線：通過(guò)可見光發(fā)射與光敏三極管接收的組合設(shè)計(jì)，能精準(zhǔn)區(qū)分黑線、白線、綠線、紅線、藍(lán)線......；即使輕微抖動(dòng)（如手持時(shí)），也能穩(wěn)定識(shí)別，避免誤判。比賽地圖識(shí)別率高達(dá)95%以上。

一次校準(zhǔn)，長(zhǎng)期生效：校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)會(huì)被模塊永久記錄，斷電再上電無(wú)需重復(fù)操作。一張地圖校準(zhǔn)完成后，后續(xù)使用全程免校準(zhǔn)，省心又高效。

適配所有智能小車：自帶萬(wàn)能安裝孔位結(jié)構(gòu)，支持各種間距的安裝，無(wú)論你想安裝在什么樣的小車或是機(jī)器人上面，都能輕松勝任。

開源智能硬件：原理圖開源，程序源代碼公開，注釋清晰。所有參數(shù)清楚明白，可以按自己的需求，隨便修改。不但可以當(dāng)模塊使用，還可以當(dāng)嵌入式開發(fā)板來(lái)學(xué)習(xí)。

CW32L010芯片的主要特點(diǎn)：

CW32L010是武漢芯源半導(dǎo)體有限公司推出的基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的超低功耗MCU，主頻高達(dá)48MHz，工作電壓寬達(dá)1.62V~5.5V，適用溫度范圍-40℃~85℃。其主要特點(diǎn)包括：

存儲(chǔ)與性能：集成64KB Flash（數(shù)據(jù)保持25年）和4KB SRAM，支持高實(shí)時(shí)性應(yīng)用。

超低功耗：待機(jī)電流僅0.3μA（常溫），85℃高溫下漏電低至1.2μA，支持Sleep/DeepSleep模式。

高安全性：獨(dú)創(chuàng)指令總線保護(hù)機(jī)制，可隔離敏感代碼區(qū)域，防止黑客通過(guò)數(shù)據(jù)總線竊取核心算法。

12位ADC：2MSPS采樣率，16路輸入。IO為全ADC口，使用方便。

高級(jí)定時(shí)器支持6對(duì)互補(bǔ)PWM輸出及移相功能。

雙UART（支持LIN/RS485）、SPI、I2C等接口。

高精度RTC（補(bǔ)償精度0.060ppm） 。

高可靠性：通過(guò)±600mA閂鎖測(cè)試（行業(yè)平均3-6倍），增強(qiáng)抗干擾能力 。

二、基本操作說(shuō)明

1.模塊安裝

通過(guò)銅螺柱、螺絲、萬(wàn)能安裝孔位，安裝在小車上，建議安裝高度：5路LED燈底部離地圖面1~2CM。

傳統(tǒng)比較器的模塊，對(duì)安裝高度和水平都有很高要求。我們這個(gè)模塊，智能識(shí)別，對(duì)安裝無(wú)特別要求，螺絲連接擰穩(wěn)定就好。

安裝示意圖見模塊接線節(jié)。

2.模塊接線

（1）模塊的供電

為了保持良好的識(shí)別效果，建議使用5V供電！

從主板的5V、GND連接到模塊H1或H2插頭上的5V、GND。

模塊內(nèi)置二極管，接反電源燈不亮，不會(huì)燒壞板子。

如果接上電源，LED不發(fā)光，請(qǐng)檢查電源供電是否正確，接線有沒(méi)有反？

模塊輸入電壓：DC 3.3~5.5V，要求供電側(cè)最大輸出功率要達(dá)到200mA。

模塊支持輸出TX的LED的電源關(guān)斷功能，需要自行修改源代碼。

隱藏彩蛋：TX開關(guān)功能，也可以擴(kuò)展為光通信、光調(diào)制等功能，也可以關(guān)斷發(fā)射，采集環(huán)境光強(qiáng)，以采取不同的控制判別策略，可有效增強(qiáng)模塊的抗干擾能力，需要自行修改源代碼。

（2）模塊與主控MCU的連接

模塊的輸出接頭H1的CH1~CH5，依次連接到小車控制板或主控MCU的對(duì)應(yīng)IO接口。

對(duì)應(yīng)的探頭壓在黑線上，是輸出高電平！

注意：模塊供電是5V時(shí)，輸出高電平也是5V。連接STM32時(shí)，必須連接到5V電平兼容接口！不然要燒主控MCU！

隱藏彩蛋：如果連接到不支持5V電平的MCU，請(qǐng)將模塊的CH1~CH5通道的IO輸出模式配置為：OC（集電極開漏模式）的輸出模式。然后在MCU側(cè)的IO配置中，請(qǐng)配置為上拉輸入模式。

3.第一次使用校準(zhǔn)

用戶拿到模塊，首先參照上面第1、2節(jié)安裝好模塊，并連接好供電線，就可進(jìn)入第一次使用的校準(zhǔn)模式了。

注意：必須要先安裝到車體上，再開始校準(zhǔn)！不建議用手拿著模塊進(jìn)行校準(zhǔn)。

具體操作如下：

模塊上電，下面尋線的5顆發(fā)射燈發(fā)光，中間的五路指示燈開始閃爍，表示模塊已經(jīng)進(jìn)入“校準(zhǔn)狀態(tài)”。

把五路LED燈放在圖紙上空白干凈的區(qū)域（非黑線區(qū)），參考第2節(jié)模塊接線處的圖片。

短按一下模塊上的校準(zhǔn)按鍵，開始進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)，五路指示燈會(huì)長(zhǎng)亮約1秒，此時(shí)請(qǐng)勿觸動(dòng)車體及模塊！

校準(zhǔn)結(jié)束，指示燈快閃2次后熄滅，表示校準(zhǔn)完成。

可以把CH1~5路燈分別置于黑線上，看對(duì)應(yīng)通道的輸出指示燈是否亮起？如果在空白區(qū)域燈滅，在黑線區(qū)亮起，則校準(zhǔn)成功。

如果校準(zhǔn)不成功，可以長(zhǎng)按校準(zhǔn)鍵，重新校準(zhǔn)。（具體操作參見下一節(jié)）

4.后續(xù)使用的再次校準(zhǔn)

當(dāng)用戶采用不同地圖時(shí)，或者小車所在的光的環(huán)境發(fā)生了明顯的變化，或其他原因，導(dǎo)致循線指示不準(zhǔn)確時(shí)，均需要對(duì)尋跡模塊進(jìn)行再次校準(zhǔn)：

在模塊上電狀態(tài)時(shí)，長(zhǎng)按校準(zhǔn)按鍵（>1秒），五路指示燈開始閃爍，表示模塊已經(jīng)進(jìn)入“校準(zhǔn)狀態(tài)”。

在指示燈閃爍時(shí)，再次長(zhǎng)按校準(zhǔn)按鍵，可以退出校準(zhǔn)模式。此時(shí)原校準(zhǔn)數(shù)據(jù)不會(huì)改變。

把五路LED燈放在圖紙上空白干凈的區(qū)域（非黑線區(qū)），參考第2節(jié)模塊接線處的圖片。

短按一下模塊上的校準(zhǔn)按鍵，開始進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)時(shí)，五路指示燈會(huì)長(zhǎng)亮約1秒，此時(shí)請(qǐng)勿觸動(dòng)車體及模塊！

校準(zhǔn)結(jié)束，指示燈快閃3次后熄滅，表示校準(zhǔn)完成。

可以把CH1~5路燈分別置于黑線上，看對(duì)應(yīng)通道的輸出指示燈是否亮起？如果在空白區(qū)域燈滅，在黑線區(qū)亮起，則校準(zhǔn)成功。

如果校準(zhǔn)不成功，可以長(zhǎng)按校準(zhǔn)鍵，重新校準(zhǔn)。

如果反復(fù)校準(zhǔn)，均不能準(zhǔn)確識(shí)別需要循線的線條，請(qǐng)檢查地圖是否沒(méi)鋪平（有較大折疊），是否有污漬等。如果還是不行，請(qǐng)看下述第四章，高級(jí)操作。

三、工作原理簡(jiǎn)介

1.硬件原理

模塊的發(fā)射（TX）為高亮度白光LED，接收（RX）為光敏三極管。

當(dāng)模塊處在地圖的空白區(qū)域（通常為白色），TX白光，經(jīng)過(guò)白色區(qū)域時(shí)，光線幾乎都反射到了接收RX，RX光敏三極管幾乎全開通，此時(shí)對(duì)應(yīng)的CH1~5的測(cè)試點(diǎn)位置的電壓就較低，接近0.2V。

當(dāng)經(jīng)過(guò)黑色線條時(shí)，線條會(huì)吸引大部分光線，RX光敏三極管上接收的光線較少，此時(shí)RX幾乎不開通，對(duì)應(yīng)的CH1~5的測(cè)試點(diǎn)位置的電壓就較高，可達(dá)2~3V。

不同顏色的線吸收白光不一樣，測(cè)到的電壓會(huì)有差別。不同工藝制作的地圖，反光不一樣，測(cè)到的電壓也會(huì)有差別。

另外，環(huán)境光強(qiáng)也會(huì)影響些電壓。當(dāng)環(huán)境光較強(qiáng)時(shí)，建議采取遮光措施，或者采取更高級(jí)別的控制算法（如：加入調(diào)制解調(diào)控制，或改變傳感器等）。

硬件原理圖如下所示：

2.軟件算法簡(jiǎn)介

MCU不斷地采集CH1~5的接收管（光敏三極管）亮度的ADC數(shù)值，并不斷地與存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，如果它們的差值大于COMPARE_VALUE的設(shè)定值，則認(rèn)為此通道壓在線條上，對(duì)應(yīng)通道（CHX）輸出高電平。

四、高級(jí)操作說(shuō)明

如果反復(fù)校準(zhǔn)，均不能準(zhǔn)確識(shí)別需要循線的線條，那可能是因?yàn)閷ほE模塊當(dāng)前程序里的設(shè)定參數(shù)，適配不了您的實(shí)際環(huán)境。

這時(shí)，您可以通過(guò)修改源代碼，或者配合萬(wàn)用表測(cè)試進(jìn)行調(diào)試，以實(shí)現(xiàn)靈活的需求，程序源碼鏈接放在了此文最末尾。

程序中閥值（比較值）的修改

根據(jù)地圖和環(huán)境條件，可以更改地圖空白部分和要識(shí)別線的線的比較條件（COMPARE_VALUE）。這里默認(rèn)值為200（ADC采集的代碼值），對(duì)應(yīng)電壓約為0.24V。

循線的線條識(shí)別算法為：MCU不斷地采集接收管（光敏三極管）亮度的ADC數(shù)值，并不斷地與存儲(chǔ)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，如果它們的差值大于COMPARE_VALUE的設(shè)定值，則認(rèn)為此通道壓在線條上，對(duì)應(yīng)通道（CHX）輸出高電平。

COMPARE_VALUE的設(shè)定值越小，識(shí)別靈敏度越高。但太小容易誤動(dòng)作，如：地圖上的一點(diǎn)異物或車體的抖動(dòng)，都有可能識(shí)別為黑線。值越大，識(shí)別靈敏度越低，抗干擾能力會(huì)強(qiáng)，但太大，又會(huì)導(dǎo)致無(wú)法區(qū)分黑線和白線。

那COMPARE_VALUE的值應(yīng)該設(shè)置多大合適呢？需要結(jié)合第2節(jié)的萬(wàn)用表測(cè)試來(lái)定。（200是我們的經(jīng)驗(yàn)值，一般地圖環(huán)境都合適。但如果光照強(qiáng)或地圖反光嚴(yán)重，可能要調(diào)小?。?/strong>