CW32模塊使用：光敏電阻光照傳感器

光敏電阻是用硫化隔或硒化隔等半導(dǎo)體材料制成的特殊電阻器，其工作原理是基于內(nèi)光電效應(yīng)。隨著光照強(qiáng)度的升高，電阻值迅速降低，由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。 其在無(wú)光照時(shí)，幾乎呈高阻狀態(tài)，暗時(shí)電阻很大。 光敏電阻模塊一般用來(lái)檢測(cè)周圍環(huán)境的光線的亮度，觸發(fā)單片機(jī)或繼電器模塊等。

01模塊來(lái)源

模塊實(shí)物展示：

資料下載鏈接：https://pan.baidu.com/s/1VMFN1fVo5jxB80IYTsY67A
資料提取碼：y8jw

02 規(guī)格參數(shù)

工作電壓：3.3-5V

工作電流：1MA

模塊尺寸：31.1475 x 14.097mm

輸出方式: DO接口為數(shù)字量輸出 AO接口為模擬量輸出

讀取方式：ADC

管腳數(shù)量：4 Pin（2.54mm間距排針）

03移植過(guò)程

我們的目標(biāo)是在立創(chuàng)·CW32F030C8T6開(kāi)發(fā)板上能夠判斷當(dāng)前光照強(qiáng)度的功能。首先要獲取資料，查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)，再移植至我們的工程。

3.1查看資料

這個(gè)模塊采用的光敏電阻的型號(hào)是5516，對(duì)應(yīng)下圖，可以知道在光亮?xí)r的阻值在8到20KΩ左右，在光暗時(shí)的阻值在1MΩ左右。

其對(duì)應(yīng)的原理圖，其中U2.1為L(zhǎng)M393，R3為光敏電阻。AO輸出為R2和R3分壓后直接輸出電壓，所以為模擬量；DO為經(jīng)過(guò)LM393進(jìn)行電壓比較后，輸出高低電平，所以為數(shù)字量。具體原理是，393的3號(hào)引腳電壓與2號(hào)引腳進(jìn)行電壓比較。當(dāng)3號(hào)引腳電壓比2號(hào)引腳電壓高時(shí)，1號(hào)引腳輸出高電平；當(dāng)3號(hào)引腳電壓比2號(hào)引腳電壓低時(shí)，1號(hào)引腳輸出低電平；可以通過(guò)調(diào)整R4控制2號(hào)引腳的電壓。

因此DO引腳可以配置為GPIO的輸入模式，AO引腳需要配置為ADC模擬輸入模式。

3.2引腳選擇

想要使用ADC，需要確定使用的引腳是否有ADC外設(shè)功能?？梢酝ㄟ^(guò)手冊(cè)進(jìn)行查看。在用戶手冊(cè)439頁(yè)。

當(dāng)前只有AO引腳需要使用到ADC接口，所以DO引腳可以使用開(kāi)發(fā)板上其他的GPIO。這里選擇使用PA5的附加ADC功能。

3.3移植至工程

移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與【CW32模塊使用】DHT11溫濕度傳感器 相同，只是將.c和.h文件更改為bsp_illume.c與bsp_illume.h。這里不再過(guò)多講述，移植完成后面修改相關(guān)代碼。

在文件bsp_illume.c中，編寫如下代碼。

/*
 * Change Logs:
 * Date           Author       Notes
 * 2024-06-19     LCKFB-LP    first version
 */
#include "bsp_illume.h"
#include "stdio.h"
/**********************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Illume_GPIO_Init
 * 函 數(shù) 功 能：初始化ADC
 * 傳 入 參 數(shù)：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       注：LP
**********************************************************/
void Illume_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體

    RCC_ILLUME_GPIO_ENABLE();        // 使能GPIO時(shí)鐘
    RCC_ADC_ENABLE();                // 使能ADC時(shí)鐘

    GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_ILLUME_AO|GPIO_ILLUME_DO;        // GPIO引腳
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP;               // 上拉輸入
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;                     // 輸出速度高
    GPIO_Init(PORT_ILLUME, &GPIO_InitStruct);                    // 初始化

    GPIO_ANALOG_ENABLE();                // PA05設(shè)定為模擬輸入

    /* ADC配置 */

    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;                   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure;                     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure;           // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體

    // 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode;  //單通道單次轉(zhuǎn)換模式
    ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4;         // 時(shí)鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz
    ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個(gè)ADC時(shí)鐘周期
    ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA;       //VDDA參考電壓
    ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable;      //關(guān)閉跟隨器
    ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable;          //關(guān)閉內(nèi)置溫度傳感器
    ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable;        //不觸發(fā)DMA
    ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight;        //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果右對(duì)齊
    ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable;        //轉(zhuǎn)換結(jié)果累加不使能

    //ADC模擬看門狗通道初始化
    ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);

    //配置單通道轉(zhuǎn)換模式
    ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull;      // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存
    ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = ILLUME_ADC_CHANNEL;       // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道
    ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure;   // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
    ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure;     // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體

    ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure);             // 初始化配置

    ADC_Enable(); //ADC使能

    ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換

}


/**********************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：ADC_GET
 * 函 數(shù) 功 能：讀取一次ADC值
 * 傳 入 參 數(shù)：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：測(cè)量到的值
 * 作       者：LCKFB
 * 備       注：
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
        ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE);    //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換

        uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)

        return adcValue;
}
/**********************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Get_Adc_Value
 * 函 數(shù) 功 能：獲得某個(gè)通道的值
 * 傳 入 參 數(shù)：Count：采集次數(shù)
 * 函 數(shù) 返 回：無(wú)
 * 作       者：LC
 * 備       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 數(shù) 名 稱：Get_illume_Percentage_value
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取光敏電阻值，并且返回百分比
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：返回百分比
 * 作       者：LC
 * 備       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?yàn)閱纹瑱C(jī)是從0開(kāi)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 = （ 當(dāng)前值 / 最大值 ）* 100
    Percentage_value = ( 1 - ( (float)adc_new / adc_max ) ) * 100;
    return Percentage_value;
}

/******************************************************************
 * 函 數(shù) 名 稱：Get_DO_In
 * 函 數(shù) 說(shuō) 明：讀取DO引腳的電平狀態(tài)
 * 函 數(shù) 形 參：無(wú)
 * 函 數(shù) 返 回：1=檢測(cè)過(guò)亮   0=檢測(cè)過(guò)暗
 * 作       者：LC
 * 備       注：無(wú)
******************************************************************/
uint8_t Get_DO_In(void)
{
    if( GET_DO_IN == GPIO_Pin_SET )
    {
        return 1;
    }
    return 0;
}

在文件bsp_encoder.h中，編寫如下代碼。

/*
 * 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設(shè)定為模擬輸入


#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移植驗(yàn)證

在自己工程中的main主函數(shù)中，編寫如下。

/*
 * 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();        // 開(kāi)發(fā)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);
    }
}

移植現(xiàn)象：輸出ADC值和換算后的光照度百分比。

模塊移植成功案例代碼：

鏈接：百度網(wǎng)盤 請(qǐng)輸入提取碼 (baidu.com)

提取碼：LCKF

審核編輯 黃宇