红外避障模块 STM32F103 接线与代码

#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define FIRMWARE_VERSION "v1.0"

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// GPIO 配置
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// 红外避障模块 OUT -> PA0（数字输入，内部上拉）
//   模块的 LM393 输出是开漏，板上通常已有上拉；这里再开内部上拉更稳。
// 板载 LED -> PC13（bluepill 板载 LED，低电平点亮）
constexpr uint8_t IR_OUT_PIN = PA0;
constexpr uint8_t LED_PIN = PC13;

// OLED 使用 I2C1 重映射引脚：SDA=PB9 / SCL=PB8（默认 PB7/PB6 弃用）
constexpr uint8_t I2C_SDA_PIN = PB9;
constexpr uint8_t I2C_SCL_PIN = PB8;
constexpr uint8_t OLED_ADDRESS = 0x3C;
constexpr uint8_t SCREEN_WIDTH = 128;
constexpr uint8_t SCREEN_HEIGHT = 64;
constexpr int OLED_RESET = -1;

// 消抖：LM393 在检测阈值附近会抖动，要求电平稳定 30ms 才更新状态
constexpr uint32_t DEBOUNCE_MS = 30UL;

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// 当前状态
bool g_obstacle = false;       // true = 检测到障碍（OUT 低电平）
bool g_hasOled = false;        // OLED 是否初始化成功
uint32_t g_triggerCount = 0;   // 触发次数（无障碍 -> 有障碍）
bool g_oledDirty = false;      // OLED 需要重绘
bool g_serialDirty = false;    // 串口需要输出（有变化）

// 去抖用：上次采到的原始电平与变化时刻
static bool g_rawState = false;
static uint32_t g_lastChangeMs = 0;

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// 读取
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// 模块 OUT 引脚：低电平 = 有障碍，高电平 = 无障碍
static bool readIrObstacle() {
  return digitalRead(IR_OUT_PIN) == LOW;
}

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// 状态机（带消抖）
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static void updateIrState() {
  const bool raw = readIrObstacle();

  // 电平抖动阶段：只记变化时刻，不更新状态
  if (raw != g_rawState) {
    g_rawState = raw;
    g_lastChangeMs = millis();
    return;
  }

  // 稳定达到 30ms 才真正更新状态
  if (millis() - g_lastChangeMs >= DEBOUNCE_MS) {
    if (g_obstacle != g_rawState) {
      g_obstacle = g_rawState;
      if (g_obstacle) {
        g_triggerCount++;  // 无障碍 -> 有障碍 计一次触发
      }
      digitalWrite(LED_PIN, g_obstacle ? LOW : HIGH);  // 有障碍点灯
      g_oledDirty = true;
      g_serialDirty = true;
    }
  }
}

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// OLED UI
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static const char* getStateText() {
  return g_obstacle ? "OBSTACLE" : "CLEAR";
}

static void drawOledUi() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextWrap(false);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print(F("06 IR OBSTACLE " FIRMWARE_VERSION));

  display.setTextSize(2);
  display.setCursor(0, 20);
  display.print(getStateText());

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 52);
  display.print(F("OUT:"));
  display.print(g_obstacle ? 0 : 1);
  display.print(F(" CNT:"));
  display.print(g_triggerCount);

  display.display();
}

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// 串口输出（有变化才输出）
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static void printSerialState() {
  Serial.printf("STATE: %s | OUT: %d | CNT: %lu\n",
                getStateText(),
                g_obstacle ? 0 : 1,
                (unsigned long)g_triggerCount);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  Serial.printf("IR obstacle demo %s starting...\n", FIRMWARE_VERSION);

  pinMode(IR_OUT_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  // I2C1 重映射：PB9=SDA / PB8=SCL，必须先 setSDA/setSCL 再 begin()
  Wire.setSDA(I2C_SDA_PIN);
  Wire.setSCL(I2C_SCL_PIN);
  Wire.begin();
  Wire.setClock(100000);  // I2C 100kHz，与 01~05 系列公共标准一致

  if (display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS)) {
    g_hasOled = true;
    display.clearDisplay();
    display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
    display.display();
    Serial.println(F("OLED 0x3C: found"));
  } else {
    Serial.println(F("OLED 0x3C: NOT found (continue with LED + serial only)"));
  }

  // 以真实上电电平作为初始状态，避免上电时误触发计数
  g_rawState = readIrObstacle();
  g_obstacle = g_rawState;
  g_lastChangeMs = millis();
  digitalWrite(LED_PIN, g_obstacle ? LOW : HIGH);

  // 首帧：串口 + OLED 都显示一次当前状态
  printSerialState();
  if (g_hasOled) {
    drawOledUi();
  }
}

void loop() {
  updateIrState();

  if (g_serialDirty) {
    g_serialDirty = false;
    printSerialState();
  }

  if (g_oledDirty && g_hasOled) {
    g_oledDirty = false;
    drawOledUi();
  }
}