紅外線是波長介于微波和可見光之間的電磁波，波長在 760 納米到 1 毫米之間，是波形比紅光長的非可見光。自然界中的一切物體，隻要它的溫度高于絕對零度(-273)就存在分子和原子的無規則運動，其表面就會不停的輻射紅外線。當然了，雖然是都輻射紅外線，但是不同的物體輻射的強度是不一樣的，而我們正是利用了這一點把紅外技術應用到我們的實際開發中。

紅外發射管很常用，在我們的遙控器上都可以看到，它類似發光二極管，但是它發射出來的是紅外光，是我們肉眼所看不到的。第 2 章我們學過發光二極管的亮度會随着電流的增大而增加，同樣的道理，紅外發射管發射紅外線的強度也會随着電流的增大而增強，常見的紅外發射管如圖 16-1 所示。

圖 16-1 紅外發射管

紅外接收管内部是一個具有紅外光敏感特征的 PN 節，屬于光敏二極管，但是它隻對紅外光有反應。無紅外光時，光敏管不導通，有紅外光時，光敏管導通形成光電流，并且在一定範圍内電流随着紅外光的強度的增強而增大。典型的紅外接收管如圖 16-2 所示。

圖 16-2 紅外接收管

這種紅外發射和接收對管在小車、機器人避障以及紅外循迹小車中有所應用，這部分内容在我們的 KST-51 開發闆上并沒有實現，但是屬于紅外部分的内容，所以我提供一個原理圖給大家作為學習之用，如圖 16-3 所示。

圖 16-3 紅外避障、循迹原理圖

在圖 16-3 中，發射控制和接收檢測都是接到單片機的 IO 口上的。

發射部分：當發射控制輸出高電平時，三極管 Q1 不導通，紅外發射管 L1 不會發射紅外信号；當發射控制輸出低電平的時候，通過三極管 Q1 導通讓 L1 發出紅外光。

接收部分：R4 是一個電位器，我們通過調整電位器給 LM393 的 2 腳提供一個阈值電壓，這個電壓值的大小可以根據實際情況來調試确定。而紅外光敏二極管 L2 收到紅外光的時候，會産生電流，并且随着紅外光的從弱變強，電流會從小變大。當沒有紅外光或者說紅外光很弱的時候，3 腳的電壓就會接近 VCC，如果 3 腳比 2 腳的電壓高的話，通過 LM393 比較器後，接收檢測引腳輸出一個高電平。當随着光強變大，電流變大，3 腳的電壓值等于 VCC-I*R3，電壓就會越來越小，當小到一定程度，比 2 腳的電壓還小的時候，接收檢測引腳就會變為低電平。

這個電路用于避障的時候，發射管先發送紅外信号，紅外信号會随着傳送距離的加大逐漸衰減，如果遇到障礙物，就會形成紅外反射。當反射回來的信号比較弱時，光敏二極管 L2接收的紅外光較弱，比較器 LM393 的 3 腳電壓高于 2 腳電壓，接收檢測引腳輸出高電平，說明障礙物比較遠；當反射回來的信号比較強，接收檢測引腳輸出低電平，說明障礙物比較近了。

用于小車循迹的時候，必須要有黑色和白色的軌道。當紅外信号發送到黑色軌道時，黑色因為吸光能力比較強，紅外信号發送出去後就會被吸收掉，反射部分很微弱。白色軌道就會把大部分紅外信号反射回來。通常情況下的循迹小車，需要應用多個紅外模塊同時檢測，從多個角度判斷軌道，根據判斷的結果來調整小車使其按照正常循迹前行。

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