STM32学习笔记（二十三）光敏传感器实验

STM32F103ZET6之光敏传感器实验

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前言

对于STM32的学习可分为3个版本。
1.寄存器版本
2.库函数版本
3.HAL库版本
由于个人原因，选择库函数版本来进行STM32的学习。

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提示：软件安装等问题，不进行讲解！！！

一、原理

1.简介

光敏传感器是最常见的传感器之一,它的种类繁多，主要有:光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之一,它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。

2.ADC通道与引脚关系

3.原理图

二、相关配置

1.相关寄存器

ADC 控制寄存器（ADC_CR1 和 ADC_CR2）
ADC 采样事件寄存器（ADC_SMPR1 和 ADC_SMPR2）
ADC 规则序列寄存器（ADC_SQR1~3）
ADC 寄存器为 ADC 状态寄存器（ADC_SR）

2.电压与温度关系

3.配置步骤（类似）

三、程序源码

1.adc.h

代码如下：

#ifndef __ADC_H
#define __ADC_H

#include "sys.h"

void Adc_Init(void);//ADC模数转换
u16 Get_Adc(u8 ch);
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times);

void T_Adc_Init(void);//内部温度传感器
short Get_Temperate(void);

void Lsenes_Init(void);//光敏传感器
void Adc3_Init(void);
u16 Get_Adc3(u8 ch);
u8 Lsenes_Get_Val(void);

#endif

2.adc.c

代码如下：

#include "adc.h"
#include "stm32f10x.h"
#include "delay.h"

void Adc_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//使能PA时钟和ADC1时钟
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//模拟输入
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_1;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
	
	ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//72M/6<14M 分频因子
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//连续模式
  ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//对齐设置
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//硬件触发
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//设置为独立模式
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;//顺序进行规则转换的ADC 通道的数目
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
	
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);//开启复位校准
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}

u16 Get_Adc(u8 ch)
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);//配置规则通道
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);//开启软件转换
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));//等待转换完成
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)//求平均值
{
	u32 temp_val=0;
	u8 t;
	for(t=0;t<times;t++)
	{
		temp_val+=Get_Adc(ch);
		delay_ms(5);
	}
	return temp_val/times;
}

void T_Adc_Init(void)
{
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA|RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);//使能PA时钟和ADC1时钟
	
	ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//72M/6<14M 分频因子
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//独立模式
  ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//对齐设置
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//硬件触发
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//设置为独立模式
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;//顺序进行规则转换的ADC 通道的数目
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStruct);
	
	ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);//打开内部温度传感器
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);//使能ADC1
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);//开启复位校准
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}

short Get_Temperate(void)
{
	u32 adcx;
	short result;
	double temperate;
	adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20);
	temperate=(float)adcx*(3.3/4096);//电压值
	temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25;//转换为温度值
	result=temperate*100;
	return result;
}

void Adc3_Init(void)
{
  ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
	
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);//ADC3时钟
	
	ADC_DeInit(ADC3);//复位ADC
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//72M/6<14M 分频因子
	
	ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode=DISABLE;//独立模式
  ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//对齐设置
	ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//硬件触发
	ADC_InitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//设置为独立模式
	ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel=1;//顺序进行规则转换的ADC 通道的数目
	ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode=DISABLE;
	ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStruct);
	
	ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);//使能ADC3
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);//开启复位校准
	while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
	ADC_StartCalibration(ADC1);//开启AD校准
	while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}
void Lsenes_Init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE);
	
	GPIO_InitStruct.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Pin=GPIO_Pin_8;
	GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
	Adc3_Init();
}
u16 Get_Adc3(u8 ch)
{
	ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5);//配置规则通道
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC3, ENABLE);//开启软件转换
	while(!ADC_GetFlagStatus(ADC3, ADC_FLAG_EOC));//等待转换完成
	return ADC_GetConversionValue(ADC3);
}
u8 Lsenes_Get_Val(void)
{
	u32 temp_val=0;
	u8 t;
	for(t=0;t<10;t++)
	{
		temp_val+=Get_Adc3(ADC_Channel_6);
		delay_ms(5);
	}
	temp_val/=10;
	if(temp_val>4000) temp_val=4000;
	return (u8)(100-(temp_val/40));
}

3.main.c

代码如下：

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "adc.h"

 int main(void)
 {	 
	u8 adcx;
	 
	delay_init();	    	 //延时函数初始化	  
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);	 //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
	uart_init(115200);	 	//串口初始化为115200
 	LED_Init();			     //LED端口初始化
	LCD_Init();
	Lsenes_Init();
	 
	POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
	LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"chen");
	//显示提示信息
	POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
	LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"LSENS_VAL:");	
	 
	while(1)
	{
        adcx=Lsenes_Get_Val();
		LCD_ShowxNum(30+10*8,140,adcx,3,16,0);
		LED0=!LED0;
		delay_ms(250);
	}
}

实验结果

adc.c与adc.h为ADC模数转换，内部温度传感器，光敏传感器三合一
通过 Lsens_Get_Val 获取光敏传感器得到的光强值（0~100），并显示在 TFTLCD 上面（注意计算过程）

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总结

1.看完视频，一定自己写一遍程序。
2.烧写程序前，对程序进行分析，推理实验现象。
3.若实验现象与推理不一致，一定要认真分析程序。