使用STM32实现智能光照控制

1万 · 2024-9-3 13:00

智能光照控制是指根据环境光照程度来自动调节照明设备的亮度，以提供适合人们活动的舒适光照环境。在本文中，我们将介绍如何使用STM32微控制器实现智能光照控制系统。

硬件准备首先，我们需要准备以下硬件组件：
STM32开发板
光敏电阻（光敏电阻的电阻值会随着光照强度的变化而变化）
电位器（用于调节照明设备的亮度）
三色LED灯（用于模拟照明设备）
连接硬件将光敏电阻、电位器和三色LED灯连接到STM32开发板的相应引脚上。连接如下：
光敏电阻连接到ADC引脚（例如PA0）上
电位器连接到ADC引脚（例如PA1）上
红色LED连接到GPIO引脚（例如PB0）上
绿色LED连接到GPIO引脚（例如PB1）上
蓝色LED连接到GPIO引脚（例如PB2）上
编写代码下面是一个使用STM32CubeIDE编写的实现智能光照控制的示例代码。代码主要包括初始化配置、获取光敏电阻和电位器的值、根据光敏电阻的值调节LED灯的亮度等功能。
#include "stm32f4xx_hal.h"

ADC_HandleTypeDef hadc1;

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_ADC1_Init(void);

int main(void)
{
  HAL_Init();

  SystemClock_Config();

  MX_GPIO_Init();
  MX_ADC1_Init();

  while (1)
  {
HAL_ADC_Start(&hadc1);
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
uint16_t lightIntensity = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
HAL_ADC_Stop(&hadc1);

HAL_ADC_Start(&hadc2);
HAL_ADC_PollForConversion(&hadc2, HAL_MAX_DELAY);
uint16_t brightness = HAL_ADC_GetValue(&hadc2);
HAL_ADC_Stop(&hadc2);

if (lightIntensity < 1000)
{
      // 亮度较低，打开红色LED灯
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}
else if (lightIntensity >= 1000 && lightIntensity < 2000)
{
      // 亮度适中，打开绿色LED灯
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_SET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);
}
else
{
      // 亮度较高，打开蓝色LED灯
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_1, GPIO_PIN_RESET);
      HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_SET);
}

// 根据电位器的值调节LED灯的亮度
if (brightness < 1000)
{
      // 亮度较低
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_1, 100);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_2, 100);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_3, 100);
}
else if (brightness >= 1000 && brightness < 2000)
{
      // 亮度适中
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_1, 500);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_2, 500);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_3, 500);
}
else
{
      // 亮度较高
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_1, 1000);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_2, 1000);
      __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim, TIM_CHANNEL_3, 1000);
}
  }
}

void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }
}

static void MX_ADC1_Init(void)
{
  ADC_ChannelConfTypeDef sConfig = {0};

  hadc1.Instance = ADC1;
  hadc1.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
  hadc1.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
  hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
  hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
  hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
  hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
  hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
  hadc1.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
  hadc1.Init.EOCSelection = ADC_EOC_SINGLE_CONV;
  if (HAL_ADC_Init(&hadc1) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }

  sConfig.Channel = ADC_CHANNEL_0;
  sConfig.Rank = ADC_REGULAR_RANK_1;
  sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
  sConfig.SingleDiff = ADC_SINGLE_ENDED;
  sConfig.OffsetNumber = ADC_OFFSET_NONE;
  sConfig.Offset = 0;
  if (HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc1, &sConfig) != HAL_OK)
  {
Error_Handler();
  }
}

static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2, GPIO_PIN_RESET);

  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

void Error_Handler(void)
{
  while(1);
}

在上述代码中，我们在main函数中处理了光敏电阻和电位器的值获取，并根据光敏电阻的值调节红、绿、蓝LED灯的亮度。可以根据实际需求调整阈值和亮度级别。

编译和烧录使用STM32CubeIDE编译代码，并通过JTAG或SWD方式将生成的可执行文件烧录到STM32开发板中。

测试将智能光照控制系统连接到适当的电源，并将光敏电阻和电位器暴露在不同的光照条件下。观察LED灯的亮度是否根据光照强度和电位器的值进行
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原文链接：https://blog.csdn.net/2401_85258012/article/details/141497422