STM32入门学习 第七天_光敏传感器ls1

提示：今天学习内部温度传感器实验，光敏传感器实验

目录

第一讲 内部温度传感器实验

1.STM32 内部温度传感器简介

2.硬件设计

3.软件设计

第二讲 光敏传感器实验

 1.光敏传感器简介

2.硬件设计

3.软件设计

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第一讲 内部温度传感器实验

在讲我们将利用 STM32F1 的 内部温度传感器来读取温度值，并在 TFTLCD 模块上显示出来。

• 1.STM32 内部温度传感器简介
• 2.硬件设计
• 3.软件设计

1.STM32 内部温度传感器简介

 STM32 有一个内部的温度传感器，可以用来测量 CPU 及周围的温度(TA)。该温度传感器 在内部和 ADCx_IN16 输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值。温度传感 器模拟输入推荐采样时间是 17.1μs。

STM32 的内部温度传感器支持的温度范围为：-40~125 度。精度比较差，为±1.5℃左右。 STM32 内部温度传感器的使用很简单，只要设置一下内部 ADC就不再写，并激活其内部通道就差不多了。接下来设置和温度传感器相关的 2 个地方。

第一个地方，我们要使用 STM32 的内部温度传感器，必须先激活 ADC 的内部通道，这里 通过 ADC_CR2 的 AWDEN 位（bit23）设置。设置该位为 1 则启用内部温度传感器。

第二个地方，STM32 的内部温度传感器固定的连接在 ADC 的通道 16 上，所以，我们在设 置好 ADC 之后只要读取通道 16 的值，就是温度传感器返回来的电压值了。根据这个值，我们 就可以计算出当前温度。计算公式如下： T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25

上式中：

V25=Vsense 在 25 度时的数值（典型值为：1.43）。

Avg_Slope=温度与 Vsense 曲线的平均斜率（单位为 mv/℃或 uv/℃）（典型值为 4.3Mv/℃）。 利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前温度传感器的温度了。

STM32 内部温度传感器使用的步骤如下：

1）设置 ADC，开启内部温度传感器。 关于如何设置 ADC，采用与上一讲相似的设置。其中温度传感器是读取外部通道的值，而内部温度传感器相当与把通道端口连接在内部温度传感器 上。所以这里，要开启内部温度传感器功能: ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);

2）读取通道 16 的 AD 值，计算结果。

在设置完之后，我们就可以读取温度传感器的电压值了，得到该值就可以用上面的公式计算温度值。从上个实验的 ADC 通道与 GPIO 对应表（ADC 通道与 GPIO 对应表）可以知道，内部温度传感器是通过对应的是 ADC 的通道 16。其它的跟上一讲的讲解是一样的。

2.硬件设计

本实验用到的硬件资源有： 1） 指示灯 DS0 2） TFTLCD 模块 3） ADC 4） 内部温度传感器

内部温度传感器也是在 STM32 内部，不需要外部设置，我们只 需要软件设置就 OK 了。

3.软件设计

tsensor.c 文件中有三个函数分别为 T_Adc_Init, T_Get_Temp, T_Get_Adc_Average.这三个函 数的作用跟ADC 实验基本是一样的。不同的是在 Adc_Init 函数中设置为开启内部温度传感器模式，代码如下：

void T_Adc_Init(void) //ADC 通道初始化
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); //使能 GPIOA,ADC1 通道时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //分频因子 6 时钟为 72M/6=12MHz
 ADC_DeInit(ADC1); //将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC 独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换:单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //软件触发
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); //根据指定的参数初始化 ADCx
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //开启内部温度传感器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的 ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //重置指定的 ADC1 的复位寄存器
 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待教主年完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //AD 校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准完成
}
 
//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了 100 倍,单位:℃.)
short Get_Temprate(void) //获取内部温度传感器温度值
{
u32 adcx;
short result;
double temperate;
adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20); //读取通道 16,20 次取平均
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; //扩大 100 倍.
return result;
}

main 函数代码如下：

int main(void)
{
u16 adcx;
float temp;
float temperate;
delay_init(); //延时函数初始化 
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置 NVIC 中断分组 2
uart_init(115200); //串口初始化波特率为 115200
LED_Init(); //LED 端口初始化
LCD_Init(); //LCD 初始化
 T_Adc_Init(); //ADC 初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"Temperature TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2015/9/7");
//显示提示信息 
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"TEMP_VAL:"); 
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"TEMP_VOL:0.000V"); 
LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"TEMPERATE:00.00C"); 
while(1)
{
temp=Get_Temprate(); //得到温度值
if(temp<0)
{
temp=-temp;
LCD_ShowString(30+10*8,140,16,16,16,"-"); //显示负号
}else LCD_ShowString(30+10*8,140,16,16,16," "); //无符号
LCD_ShowxNum(30+11*8,140,temp/100,2,16,0); //显示整数部分
LCD_ShowxNum(30+14*8,140,temp%100,2,16, 0X80); //显示小数部分
LED0=!LED0;
delay_ms(250);
}
}

第二讲 光敏传感器实验

本讲还是要用到 ADC 采集，通过 ADC 采集电压，获取光敏传感器的电阻变化，从而得出环境光线的变化（就是有光源电流增大，在从电路上加个电阻，得知电流的值从而计算出电压的值），并在 TFTLCD 上面显示出来。

• 1.光敏传感器简介
• 2.硬件设计
• 3.软件设计

 1.光敏传感器简介

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。

光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长 附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元 件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。

战舰 STM32F103 板载了一个光敏二极管（光敏电阻），作为光敏传感器，它对光的变化非 常敏感。光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类似的,其管芯是 一个具有光敏特征的 PN 结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。无光照时，有很 小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱和反向漏电流大大增 加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射 PN 结时，可以使 PN 结中产生电 子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂移，使反向电流增加。因 此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。 利用这个电流变化，我们串接一个电阻，就可以转换成电压的变化，从而通过 ADC 读取 电压值，判断外部光线的强弱。 我们利用 ADC3 的通道 6（PF8）来读取光敏二极管电压的变化，从而得到环境光线 的变化，并将得到的光线强度，显示在 TFTLCD 上面。

2.硬件设计

本实验用到的硬件资源有： 1） 指示灯 DS0 2） TFTLCD 模块 3） ADC 4） 光敏传感器 

LS1 是光敏二极管（实物在开发板摄像头接口右侧），R34 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 ADC3_IN6 通道，读取 LIGHT_SENSOR （PF8）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。

3.软件设计

打开 lsens.c，代码如下：

//初始化光敏传感器
void Lsens_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF,ENABLE);//使能 PORTF 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//PF8 anolog 输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
Adc3_Init();}
//读取 Light Sens 的值
//0~100:0,最暗;100,最亮
u8 Lsens_Get_Val(void)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<LSENS_READ_TIMES;t++)
{
temp_val+=Get_Adc3(LSENS_ADC_CHX); //读取 ADC 值
delay_ms(5);
}
temp_val/=LSENS_READ_TIMES; //得到平均值
if(temp_val>4000)temp_val=4000;
return (u8)(100-(temp_val/40));
}

Lsens_Init 用于初始化光敏传感器，其实就是初始化 PF8 为模拟 输入，然后通过 Adc3_Init 函数初始化 ADC3。Lsens_Get_Val 函数用于获取当前光照强度，该 函数通过 Get_Adc3 得到 ADC3_CH6 转换的电压值，经过简单量化后，处理成 0~100 的光强值。 0 对应最暗，100 对应最亮。

我们添加了 Adc3_Init 和 Get_Adc3 两个函数。Adc3_Init 函数和ADC_Init函数几乎是一模一样，但是没有设置对应IO为模拟输入，因为这个在Lsens_Init 函数已经实现。

int main(void)
{
u8 adcx; 
delay_init(); //延时函数初始化 
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组 2
uart_init(115200); //串口初始化为 115200
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
 LCD_Init(); //初始化 LCD
Lsens_Init(); //初始化光敏传感器
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
//显示提示信息 
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"LSENS TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14"); 
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"LSENS_VAL:"); 
while(1)
{
adcx=Lsens_Get_Val();
LCD_ShowxNum(30+10*8,130,adcx,3,16,0);//显示 ADC 的值
LED0=!LED0;
delay_ms(250);
}
}