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【CW32模块使用】光敏电阻光照传感器

08/30 09:50
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光敏电阻是用硫化隔或硒化隔等半导体材料制成的特殊电阻器,其工作原理是基于内光电效应。随着光照强度的升高,电阻值迅速降低,由于光照产生的载流子都参与导电,在外加电场的作用下作漂移运动,电子奔向电源的正极,空穴奔向电源的负极,从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。

其在无光照时,几乎呈高阻状态,暗时电阻很大。 光敏电阻模块一般用来检测周围环境的光线的亮度,触发单片机继电器模块等。

01模块来源

资料下载链接:https://pan.baidu.com/s/1VMFN1fVo5jxB80IYTsY67A

资料提取码:y8jw

02 规格参数

工作电压:3.3-5V

工作电流:1MA

模块尺寸:31.1475 x 14.097mm

输出方式: DO接口为数字量输出 AO接口为模拟量输出

读取方式:ADC

管脚数量:4 Pin(2.54mm间距排针

03移植过程

我们的目标是在立创·CW32F030C8T6开发板上能够判断当前光照强度的功能。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现,再移植至我们的工程。

3.1查看资料

这个模块采用的光敏电阻的型号是5516,对应下图,可以知道在光亮时的阻值在8到20KΩ左右,在光暗时的阻值在1MΩ左右。

其对应的原理图,其中U2.1为LM393,R3为光敏电阻。AO输出为R2和R3分压后直接输出电压,所以为模拟量;DO为经过LM393进行电压比较后,输出高低电平,所以为数字量。具体原理是,393的3号引脚电压与2号引脚进行电压比较。当3号引脚电压比2号引脚电压高时,1号引脚输出高电平;当3号引脚电压比2号引脚电压低时,1号引脚输出低电平;可以通过调整R4控制2号引脚的电压。

因此DO引脚可以配置为GPIO的输入模式,AO引脚需要配置为ADC模拟输入模式。

3.2引脚选择

想要使用ADC,需要确定使用的引脚是否有ADC外设功能。可以通过手册进行查看。在用户手册439页。

当前只有AO引脚需要使用到ADC接口,所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PA5的附加ADC功能。

3.3移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与【CW32模块使用】DHT11温湿度传感器 相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_illume.c与bsp_illume.h。这里不再过多讲述,移植完成后面修改相关代码。

在文件bsp_illume.c中,编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#include "bsp_illume.h"#include "stdio.h"/********************************************************** * 函 数 名 称:Illume_GPIO_Init * 函 数 功 能:初始化ADC * 传 入 参 数:无 * 函 数 返 回:无 * 作       者:LC * 备       注:LP**********************************************************/void Illume_GPIO_Init(void){    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化结构体
    RCC_ILLUME_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO时钟    RCC_ADC_ENABLE();                // 使能ADC时钟
    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_ILLUME_AO|GPIO_ILLUME_DO;        // GPIO引脚    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;               // 上拉输入    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                     // 输出速度高    GPIO_Init(PORT_ILLUME, &GPIO_InitStruct);                    // 初始化
    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05设定为模拟输入
    /* ADC配置 */
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化结构体    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看门狗结构体    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC单通道转换结构体
    // 配置ADC初始化结构体    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //单通道单次转换模式    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 时钟频率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5个ADC时钟周期    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA参考电压    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //关闭跟随器    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //关闭内置温度传感器    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不触发DMA    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC转换结果右对齐    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //转换结果累加不使能
    //ADC模拟看门狗通道初始化    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
    //配置单通道转换模式    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 单通道ADC转换结果溢出保存    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = ILLUME_ADC_CHANNEL;       // 选择ADC转换通道    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化结构体    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看门狗结构体
    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置
    ADC_Enable(); //ADC使能
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换
}

/********************************************************** * 函 数 名 称:ADC_GET * 函 数 功 能:读取一次ADC值 * 传 入 参 数:无 * 函 数 返 回:测量到的值 * 作       者:LCKFB * 备       注:**********************************************************/uint32_t ADC_GET(void){        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //启动ADC转换
        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 获取数据
        return adcValue;}/********************************************************** * 函 数 名 称:Get_Adc_Value * 函 数 功 能:获得某个通道的值 * 传 入 参 数:Count:采集次数 * 函 数 返 回:无 * 作       者:LC * 备       注:LP**********************************************************/uint32_t Get_Adc_Value(uint8_t Count){    uint32_t value = 0;    uint8_t t;
    for(t = 0 ; t < Count ; t++ )    {        value += ADC_GET();    }    return value/Count;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:Get_illume_Percentage_value * 函 数 说 明:读取光敏电阻值,并且返回百分比 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:返回百分比 * 作       者:LC * 备       注:最亮100  最暗0******************************************************************/unsigned int Get_illume_Percentage_value(void){    //ADC精度都是12位    //2的12次方 = 4096    //因为单片机是从0开始算,所以要4096-1=4095    int adc_max = 4095;    int adc_new = 0;    int Percentage_value = 0;
    adc_new = Get_Adc_Value(10);    //百分比 = ( 当前值 / 最大值 )* 100    Percentage_value = ( 1 - ( (float)adc_new / adc_max ) ) * 100;    return Percentage_value;}
/****************************************************************** * 函 数 名 称:Get_DO_In * 函 数 说 明:读取DO引脚的电平状态 * 函 数 形 参:无 * 函 数 返 回:1=检测过亮   0=检测过暗 * 作       者:LC * 备       注:无******************************************************************/uint8_t Get_DO_In(void){    if( GET_DO_IN == GPIO_Pin_SET )    {        return 1;    }    return 0;}

 

在文件bsp_encoder.h中,编写如下代码。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#ifndef __BSP_ILLUME_H__#define __BSP_ILLUME_H__
#include "board.h"

#define RCC_ILLUME_GPIO_ENABLE()    __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()#define RCC_ADC_ENABLE()            __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define GPIO_ANALOG_ENABLE()        PA05_ANALOG_ENABLE()        // PA05设定为模拟输入

#define ILLUME_ADC_CHANNEL          ADC_ExInputCH5
#define PORT_ILLUME                 CW_GPIOA
#define GPIO_ILLUME_AO              GPIO_PIN_5#define GPIO_ILLUME_DO              GPIO_PIN_2
#define GET_DO_IN                   GPIO_ReadPin(PORT_ILLUME, GPIO_ILLUME_DO)
void Illume_GPIO_Init(void);uint32_t Get_Adc_Value(uint8_t Count);unsigned int Get_illume_Percentage_value(void);uint8_t Get_DO_In(void);
#endif

04移植验证

在自己工程中的main主函数中,编写如下。

/* * Change Logs: * Date           Author       Notes * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version */#include "board.h"#include "stdio.h"#include "bsp_uart.h"#include "bsp_illume.h"
int32_t main(void){    board_init();        // 开发板初始化
    uart1_init(115200);  // 串口1波特率115200
    Illume_GPIO_Init();    printf("ADC demo startrn");    while(1)    {        printf("ADC-%drn", Get_Adc_Value(10) );        printf("illume-%d%%rn", Get_illume_Percentage_value() );        printf("rn");        delay_ms(1000);    }}

移植现象:输出ADC值和换算后的光照度百分比。

模块移植成功案例代码:

链接:https://pan.baidu.com/s/12kciYTb_1CL1EaEG_wfX5g?pwd=LCKF

提取码:LCKF

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