基于国民技术N32G452的智能照明控制系统设计

N32G452是国民技术推出的一款基于ARM Cortex-M4内核的高性能MCU，主频可达120MHz。它具备低功耗、丰富外设和安全功能，广泛应用于物联网和智能设备。本文将介绍如何基于N32G452设计一个简单的智能照明系统，通过按键、光敏传感器和PWM控制LED灯的亮度，实现自动化照明控制。

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系统功能

• 光线检测：通过光敏传感器实时检测环境亮度。
• 手动控制：按键用于切换LED灯的工作模式（自动/手动）。
• PWM调光：根据环境光强，自动调整LED灯亮度。
• 低功耗模式：长时间无操作时进入低功耗状态。
  

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硬件设计

• MCU：N32G452
• 光敏传感器：用于检测环境亮度
• LED灯：控制灯光亮度
• 按键：切换手动/自动模式
• 电源：5V USB供电
  

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代码实现

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#include "n32g45x.h"

#include "stdio.h"



void SystemClock_Config(void);

void GPIO_Config(void);

void ADC_Config(void);

void TIM3_PWM_Config(void);

void Enter_LowPower_Mode(void);



volatile uint8_t mode = 0;  // 0: 自动模式, 1: 手动模式

volatile uint16_t adc_value = 0;



int main(void) {

    HAL_Init();

    SystemClock_Config();

    GPIO_Config();

    ADC_Config();

    TIM3_PWM_Config();



    while (1) {

        // 检测按键状态切换模式

        if (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET) {

            mode = !mode;  // 切换模式

            HAL_Delay(300);  // 防抖

        }



        // 读取光敏传感器的ADC值

        HAL_ADC_Start(&hadc);

        HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, HAL_MAX_DELAY);

        adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc);



        if (mode == 0) {  // 自动模式

            __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, adc_value / 4);  // PWM调光

        } else {  // 手动模式

            __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim3, TIM_CHANNEL_1, 512);  // 固定亮度

        }



        HAL_Delay(100);  // 避免频繁更新

    }

}



void SystemClock_Config(void) {

    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};

    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};



    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 8;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;

    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = 2;

    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);



    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;

    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;

    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;

    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;

    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5);

}



void GPIO_Config(void) {

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}



void ADC_Config(void) {

    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();

    ADC_HandleTypeDef hadc = {0};

    hadc.Instance = ADC1;

    hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE;

    hadc.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;

    hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;

    hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;

    hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;

    hadc.Init.NbrOfConversion = 1;

    HAL_ADC_Init(&hadc);

}



void TIM3_PWM_Config(void) {

    __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();

    TIM_HandleTypeDef htim3 = {0};

    TIM_OC_InitTypeDef sConfigOC = {0};



    htim3.Instance = TIM3;

    htim3.Init.Prescaler = 84 - 1;

    htim3.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;

    htim3.Init.Period = 1023;

    HAL_TIM_PWM_Init(&htim3);



    sConfigOC.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;

    sConfigOC.Pulse = 0;

    sConfigOC.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;

    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&htim3, &sConfigOC, TIM_CHANNEL_1);



    HAL_TIM_PWM_Start(&htim3, TIM_CHANNEL_1);

}

项目亮点

• 自动化照明
  使用光敏传感器动态控制LED灯亮度，避免浪费电能。
  
• 手动切换功能
  用户可通过按键切换自动和手动模式，灵活应对不同需求。
  
• 低功耗设计
  系统在长时间无操作时可进入低功耗模式，延长电池续航时间。
  
• 代码简洁
  采用HAL库简化代码编写，易于维护和扩展。
  
  

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总结基于国民技术N32G452 MCU的智能照明控制系统充分展示了MCU的强大功能和灵活性。通过自动化控制和手动切换相结合，系统可以适应多种使用场景，并且代码结构简洁，适合初学者和开发者参考。

这个系统不错，可以装在卧室里当夜灯用。

用N32G452做控制确实很合适，性能和性价比都挺好。

看完后想把它做成书架灯，用起来肯定方便。

能加个红外传感器吗？晚上有人经过自动亮灯就更智能了。

我觉得低功耗模式这一点很重要，适合电池供电的设备。

我有个类似的项目，但用的是N32G4系列，感觉可以优化下代码。

PWM调光功能太实用了，LED灯亮度控制很平滑。

有没有试过用蓝牙控制？远程开关灯可能更方便。

以后我也试试HAL库，之前一直在用裸机代码开发。

LED灯使用PWM调光，平滑。