基于STM32红外计数的灯光照明

小作品简介

　　这个小作品通过两个红外计数模块来检测物体运动的方向，从而计算出“房间”的人数。同时通过一个光敏电阻检测环境光线的强度。若光线较暗且房间有人时，则打开LED照明。否则，熄灭LED。如果有需要可以在文章的末尾下载到完整的工程，此外笔者会给出实物清单和接线方法。

• 实物清单：

  • 24灯LED（12V）
  • XL6009 DC-DC 升压模块
  • 1路继电器
  • 红外对射计数传感器 （2个）
  • 光敏电阻传感器
  • STM32最小系统板

• 接线

  • GPIOA.0–>光敏电阻A0（数字输出口）
  • GPIOA.1–>继电器信号端
  • GPIOA.2–>红外计数传感器（上）
  • GPIOA.3–>红外计数传感器（下）

硬件部分

模块简介

　　24灯LED由24个食人鱼LED灯组成，按正负极给模块接入12V即可点亮LED。
　　XL6009升压模块可以将3-32V的模块升压到5-35V。通过板载的电位器即可调节输出电压。
　　1路继电器通过信号端的高低电平来控制吸合或断开，以此控制导线的连通或断开。其中高电平吸和或低电平吸合通过模块上的短路帽决定。
　　红外对射传感器含有一个发射和接收段，当有物体遮挡红外时，模块输出高电平（逻辑1），否则输出低电平（逻辑0）
　　光敏电阻传感器的A0是模拟量输出，其中电压的大小取决于光敏电阻阻值，而其阻值又取决于光照强度，所以可以通过模数转化（DAC）检测A0电压以检测光照的强弱。D0则是一个简单的数字输出，当光照强度低于某个值（取决于电位器）的时候，D0输出高电平（模块指示灯暗），否则输出低电平（模块指示灯亮）。

硬件原理

　　LED灯的负极连接升压模块的负极，正级连接继电器的COM端口。升压模块的正级连接继电器ON端，这样若信号为高电平（或低电平，取决于短路帽的短路方式）时，升压模块的正级就会和LED模块的正级连接，完成一次LED的12V接入。反之，LED正极与升压模块正极断开，灯熄灭。
　　光敏电阻模块使用A0口MCU的IO连接，通过读取输入的值判断光线的强弱。
　　两个红外计数的分别连接MCU的两个中断。

软件设计

程序原理

　　首先，标记一次上两个传感器的是否被遮挡过，读者可以使用一个bool类型的变量，在前面传感器发生遮挡时，判断后面传感器是否被遮挡过，若是，则表示物体从后往前通过，此时笔者认为有人“走出房间”，然后清空标志。将房间人数-1。若没有，则标记前门有物体遮挡过。
　　同理，若后面有物体遮挡，通过判断前面是否被制遮挡过，来判断是否有人进入。若有，则需要将房间人数+1，并清空标志。
　　其次，由于我们控制了灯的开关，若光线强的环境下，是不需要开灯的，故最后需要结合光照来决定继电器是否吸合。
　　

主要程序

　　
这里贴出与程序设计有关的部分，不含外设初始化或其他。读者可以在文章末尾的工程中查看完整的初始化部分。其中system文件夹由正点原子提供，其具体其功能可参考原子官方给出的教程。

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
    if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2)!=RESET)
    {
        if(front&&behind)                     //前面后面都被遮挡过              
        {
            people--;
            behind = front = false;           //清空标志
            printf("人数%d\r\n",people);
        }
        else
        {
            front = true;                     //标记前一个被遮挡
            printf("前面检测\r\n");            //输出调试信息
        }
        LED0 = !LED0;

        EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);
    }
}

　　笔者程序中，中断是上下沿检测的（尽管配置为下降沿检测 - -），即物体通过某一红外传感器，会触发两次。假设读者为上升沿或下降沿触发，则需要在进入中断就标志检测到遮挡。
　　这是一个前面传感器中断服务子程序，首先若检测到后面都有物体遮挡过，则表示物体运动是又后往前。人数减1。后面传感器原理一直。在本程序中，笔者使用一个全局变量来存储房间的人数。
　　

int main(void)
{   
    delay_init();
    NVIC_Configuration();
    uart_init(9600);
    LED_Init();
    EXTIX_Init();
    while(1)
    {
        if(dark&&people)            
        { 
           LED1 = 1;
        }
        else 
        {
            LED1 = 0;
        }
        delay_ms(100);
    } 
}

主函数很简单，其中dark是读取IO得到的值，如果dark为1，这表示传感器输出高电平，既环境光线弱。

源码下载

链接: http://pan.baidu.com/s/1i3Uvhfn 密码: 8bju