STM32智能家居系统中光照检测控制系统

本文介绍了STM32智能家居系统中光照检测控制系统的项目介绍、光敏传感器的连接原理图、ADC采集数据的方法、串口通信的配置方法等内容，并提供相应的代码。

项目介绍

整体项目采用光敏传感器采取环境的光照强度，当光照强度的值高于某一设定值时，电机逆时针转动，模仿打开遮阳帘，LED灯点亮；当光照强度的值低于某一设定值时，电机顺时针转动，模仿关闭遮阳帘。

光敏传感器通过PB0引脚接入STM32。光敏传感器的连接原理图如下：

光敏传感器与STM32连接原理图

LS1是光敏二极管，R1为其提供反向电压，当环境光线变化时，LS1两端的电压也会随之改变，从而通过ADC1_IN6通道，读取LIGHT_SENSOR（PB0）上面的电压，即可得到环境光线的强弱。光线越强，电压越低，光线越暗，电压越高。

采用ADC方式采集数据，ADC是将采集的模拟量转化成数字量，对于STM32而言，它需要一个输入的基准电压，用于和待测的模拟电压做对比。STM32f103系列最多有3个ADC，精度为12位，每个ADC最多有16个外部通道。其中ADC1和ADC2都有16个外部通道，ADC3一般有8个外部通道，各通道的A/D转换可以单次、连续、扫描或间断执行，ADC转换的结果可以左对齐或右对齐储存在16位数据寄存器中。ADC的输入时钟不得超过14MHz，其时钟频率由PCLK2分频产生。STM32将ADC的转换分为2个通道组：规则通道组和注入通道组。规则通道相当于正常运行的程序，而注入通道呢，就相当于中断。在你程序正常执行的时候，中断是可以打断你的执行的。同这个类似，注入通道的转换可以打断规则通道的转换，在注入通道被转换完成之后，规则通道才得以继续转换。

串口通信是用来显示光照强度的数值。串口通信的配置主要包括波特率、数据位、停止位和奇偶校验等参数。在STM32中，通过uart_init()函数进行串口的初始化设置，使用printf()函数进行数据的输出。

代码

下面是ADC完成数据采集代码的头文件adc.h：

#ifndef__ADC_H
#define__ADC_H
#include"sys.h"
voidAdc_Init(void);
u16Get_Adc(u8ch);
u16Get_Adc_Average(u8ch,u8times);
#endif

下面是ADC完成数据采集代码adc.c：

#include"adc.h"
#include"delay.h"
#include"usart.h"
//初始化ADC
//这里我们仅以规则通道为例
//我们默认将开启通道0~3
voidAdc_Init(void)
{
    ADC_InitTypeDefADC_InitStructure;
    //声明ADC结构体
    GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
    //声明GPIO结构体
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_ADC1,ENABLE);//使能ADC1通道时钟
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);//设置ADC分频因子
    //672M/6=12,ADC最大时间不能超过14M
    //PA1作为模拟通道输入引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_0;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AIN;//模拟输入引脚
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOB.0
    ADC_DeInit(ADC1);//复位ADC1
    ADC_InitStructure.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;//ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在独立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode=ENABLE;//模数转换工作在单通道模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode=ENABLE;//模数转换工作在单次转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv=ADC_ExternalTrigConv_None;//转换由软件而不是外部触发启动
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;//ADC数据右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel=1;//顺序进行规则转换的ADC通道的数目
    ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);//根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器
    ADC_Cmd(ADC1,ENABLE);//使能指定的ADC1
    ADC_ResetCalibration(ADC1);//使能复位校准
    while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
}

//获得ADC值
//ch:通道值0~3
u16Get_Adc(u8ch)
{
    //设置指定ADC的规则组通道，一个序列，采样时间
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1,ch,1,ADC_SampleTime_239Cycles5);//ADC1,ADC通道,采样时间为239.5周期
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1,ENABLE);//使能指定的ADC1的软件转换启动功能
    while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1,ADC_FLAG_EOC));//等待转换结束
    returnADC_GetConversionValue(ADC1);//返回最近一次ADC1规则组的转换结果
}

u16Get_Adc_Average(u8ch,u8times)
{
    u32beam_value=0;
    u8t;
    for(t=0;t<times;t++)
    {
        beam_value+=Get_Adc(ch);
        delay_ms(5);
    }
    returnbeam_value/times;
}

下面是串口通信配置代码：

//定义串口的TX和RX的GPIO
//定义USART1_TX，使用GPIOA.9，发送数据，采用推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;//PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;//复用推挽输出
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
//定义USART1_RX，使用GPIOA.10，接收数据，采取浮空输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;//PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空输入
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10

//Usart1NVIC配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel=USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3;//抢占优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority=3;//子优先级3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd=ENABLE;//IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);//根据指定的参数初始化VIC寄存器

//USART初始化设置
USART_InitStructure.USART_BaudRate=bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;//字长为8位数据格式
USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;//一个停止位
USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;//无奇偶校验位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;//无硬件数据流控制
USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;//收发模式
//初始化串口
USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);//初始化串口1
USART_ITConfig(USART1,USART_IT_RXNE,ENABLE);//开启串口接受中断
USART_Cmd(USART1,ENABLE);//使能串口1