第080例：光敏传感器模块

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
百度云链接：http://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\2. 软件设计之高级裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-114. 光敏传感器模块）
/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: 1. 光敏传感器模块数据读取
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：http://www.ing10bbs.com
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */
【1】例程简介
  ADC：模拟量数字量转换器，可以将电压模拟量转换为数字量，STM32F103ZET6有3个12bit的ADC，
可实现0~3.3V电压转变对应0~4095数值。
  ADC1和ADC3拥有DMA功能，可以使用DMA传输转换结果。
  板载一个光敏电阻器，随着光照度不同电阻值也不同，通过电路设计，两端电压也随着变化。
  
【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  CN17       PC1           RP                 已接入
  
【3】操作及现象
    使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口，打开PC端
串口调试助手，设置参数为115200 8-NO-1。下载完程序之后，在串口调试助手窗口可看到光敏电阻
器引脚对应的ADC转换值和电压值，如果此时我们用黑布盖住光敏电阻可看到串口打印的值也有明显
变化。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

1. 光敏传感器模块数据读取
bsp_adc.h文件内容

1. #ifndef __ADC_H__
   
2. #define        __ADC_H__
   
3. 
   
4. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
   
5. #include "stm32f1xx_hal.h"
   
6. 
   
7. /* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
   
8. /* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
   
9. // 注意：用作ADC采集的IO必须没有复用，否则采集电压会有影响
   
10. /********************ADC输入通道（引脚）配置**************************/
    
11. #define ADCx_RCC_CLK_ENABLE()            __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE()
    
12. #define ADCx_RCC_CLK_DISABLE()           __HAL_RCC_ADC1_CLK_DISABLE()
    
13. #define DMAx_RCC_CLK_ENABLE()            __HAL_RCC_DMA1_CLK_ENABLE()
    
14. #define ADCx                             ADC1
    
15. #define ADC_DMAx_CHANNELn                DMA1_Channel1
    
16. #define ADC_DMAx_CHANNELn_IRQn           DMA1_Channel1_IRQn
    
17. #define ADC_DMAx_CHANNELn_IRQHANDLER     DMA1_Channel1_IRQHandler
    
18. 
    
19. #define ADC_GPIO_ClK_ENABLE()            __HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE()
    
20. #define ADC_GPIO                         GPIOC
    
21. 
    
22. #define ADC_GPIO_PIN                     GPIO_PIN_2        
    
23. #define ADC_CHANNEL                      ADC_CHANNEL_12   
    
24.               
    
25. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
26. extern ADC_HandleTypeDef hadcx;
    
27. extern DMA_HandleTypeDef hdma_adcx;
    
28. 
    
29. /* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
    
30. void MX_ADCx_Init(void);
    
31. 
    
32. #endif /* __ADC_H__ */
    
33. 
    
34. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
    

复制代码

bsp_adc.c文件内容

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * 文件名程: bsp_adc.c
   
4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
   
5.   * 版    本: V1.0
   
6.   * 编写日期: 2015-10-04
   
7.   * 功    能: 光敏电阻模块驱动程序
   
8.   ******************************************************************************
   
9.   * 说明：
   
10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    
11.   *
    
12.   * 淘宝：
    
13.   * 论坛：http://www.ing10bbs.com
    
14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    
15.   ******************************************************************************
    
16.   */
    
17. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    
18. #include "adc/bsp_adc.h"
    
19. 
    
20. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    
21. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    
22. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
23. ADC_HandleTypeDef hadcx;
    
24. DMA_HandleTypeDef hdma_adcx;
    
25. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    
26. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    
27. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    
28. /**
    
29.   * 函数功能: AD转换初始化
    
30.   * 输入参数: 无
    
31.   * 返 回 值: 无
    
32.   * 说    明：无
    
33.   */
    
34. void MX_ADCx_Init(void)
    
35. {
    
36.   ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
    
37. 
    
38.   // ADC功能配置
    
39.   hadcx.Instance = ADCx;
    
40.   hadcx.Init.ScanConvMode = ADC_SCAN_DISABLE;
    
41.   hadcx.Init.ContinuousConvMode = ENABLE;
    
42.   hadcx.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    
43.   hadcx.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    
44.   hadcx.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    
45.   hadcx.Init.NbrOfConversion = 1;
    
46.   HAL_ADC_Init(&hadcx);
    
47. 
    
48.   // 配置采样通道
    
49.   sConfig.Channel = ADC_CHANNEL;
    
50.   sConfig.Rank = 1;
    
51.   sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_55CYCLES_5;
    
52.   HAL_ADC_ConfigChannel(&hadcx, &sConfig);
    
53. }
    
54. 
    
55. /**
    
56.   * 函数功能: ADC外设初始化配置
    
57.   * 输入参数: hadc：AD外设句柄类型指针
    
58.   * 返 回 值: 无
    
59.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    
60.   */
    
61. void HAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
    
62. {
    
63.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    
64.   if(hadc->Instance==ADCx)
    
65.   {
    
66.     /* 外设时钟使能 */
    
67.     ADCx_RCC_CLK_ENABLE();
    
68.    
    
69.     /* AD转换通道引脚时钟使能 */
    
70.     ADC_GPIO_ClK_ENABLE();
    
71.    
    
72.     /* DMA时钟使能 */
    
73.     DMAx_RCC_CLK_ENABLE();
    
74.       
    
75.     /* AD转换通道引脚初始化 */
    
76.     GPIO_InitStruct.Pin = ADC_GPIO_PIN;
    
77.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
    
78.     HAL_GPIO_Init(ADC_GPIO, &GPIO_InitStruct);
    
79. 
    
80.     /* DMA外设初始化配置 */  
    
81.     hdma_adcx.Instance = ADC_DMAx_CHANNELn;
    
82.     hdma_adcx.Init.Direction = DMA_PERIPH_TO_MEMORY;
    
83.     hdma_adcx.Init.PeriphInc = DMA_PINC_DISABLE;
    
84.     hdma_adcx.Init.MemInc = DMA_MINC_ENABLE;
    
85.     hdma_adcx.Init.PeriphDataAlignment = DMA_PDATAALIGN_HALFWORD;
    
86.     hdma_adcx.Init.MemDataAlignment = DMA_MDATAALIGN_HALFWORD;
    
87.     hdma_adcx.Init.Mode = DMA_CIRCULAR;
    
88.     hdma_adcx.Init.Priority = DMA_PRIORITY_HIGH;
    
89.     HAL_DMA_Init(&hdma_adcx);
    
90.     /* 连接DMA */
    
91.     __HAL_LINKDMA(hadc,DMA_Handle,hdma_adcx);
    
92.    
    
93.     /* 外设中断优先级配置和使能中断 */
    
94.     HAL_NVIC_SetPriority(ADC_DMAx_CHANNELn_IRQn, 0, 0);
    
95.     HAL_NVIC_EnableIRQ(ADC_DMAx_CHANNELn_IRQn);
    
96.   }
    
97. }
    
98. 
    
99. /**
    
100.   * 函数功能: ADC外设反初始化配置
     
101.   * 输入参数: hadc：AD外设句柄类型指针
     
102.   * 返 回 值: 无
     
103.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
     
104.   */
     
105. void HAL_ADC_MspDeInit(ADC_HandleTypeDef* hadc)
     
106. {
     
107.   if(hadc->Instance==ADCx)
     
108.   {
     
109.     /* 禁用ADC外设时钟 */
     
110.     ADCx_RCC_CLK_DISABLE();
     
111.   
     
112.     /* AD转换通道引脚反初始化 */
     
113.     HAL_GPIO_DeInit(ADC_GPIO, ADC_GPIO_PIN);
     
114. 
     
115.     /* DMA外设反初始化*/
     
116.     HAL_DMA_DeInit(hadc->DMA_Handle);
     
117.   }
     
118. }
     
119. 
     
120. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
     

复制代码

main.c文件内容

1. /**
   
2.   * 函数功能: 主函数.
   
3.   * 输入参数: 无
   
4.   * 返 回 值: 无
   
5.   * 说    明: 无
   
6.   */
   
7. int main(void)
   
8. {  
   
9.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
   
10.   HAL_Init();
    
11.   /* 配置系统时钟 */
    
12.   SystemClock_Config();
    
13. 
    
14.   /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
    
15.   MX_DEBUG_USART_Init();  
    
16.   printf("----光敏模块实验(DMA传输)-----\n");
    
17.   
    
18.   /* ADC 初始化 */
    
19.   MX_ADCx_Init();
    
20.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadcx);
    
21.   
    
22.   /* 启动AD转换并使能DMA传输和中断 */
    
23.   HAL_ADC_Start_DMA(&hadcx,&ADC_ConvertedValue,sizeof(ADC_ConvertedValue));  
    
24.   
    
25.   /* 无限循环 */
    
26.   while (1)
    
27.   {
    
28.     HAL_Delay(1000);
    
29.     /* 3.3为AD转换的参考电压值，stm32的AD转换为12bit，2^12=4096，
    
30.        即当输入为3.3V时，AD转换结果为4096 */   
    
31.     ADC_ConvertedValueLocal =(float)(ADC_ConvertedValue&0xFFF)*3.3/4096;         // ADC_ConvertedValue只取最低12有效数据
    
32.                 printf("AD转换原始值 = 0x%04X \r\n", ADC_ConvertedValue&0xFFF);     // ADC_ConvertedValue只取最低12有效数据
    
33.                 printf("计算得出电压值 = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
    
34.     printf("已经完成AD转换次数：%d\n",DMA_Transfer_Complete_Count);
    
35.     DMA_Transfer_Complete_Count=0;
    
36.   }
    
37. }
    
38. 
    
39. /**
    
40.   * 函数功能: ADC转换完成回调函数
    
41.   * 输入参数: hadc：ADC外设设备句柄
    
42.   * 返 回 值: 无
    
43.   * 说    明: 无
    
44.   */
    
45. void  HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
    
46. {
    
47.   DMA_Transfer_Complete_Count++;
    
48. }

复制代码

2. 光敏传感器控制LED
main.c文件内容

1. /**
   
2.   * 函数功能: 主函数.
   
3.   * 输入参数: 无
   
4.   * 返 回 值: 无
   
5.   * 说    明: 无
   
6.   */
   
7. int main(void)
   
8. {  
   
9.   /* 复位所有外设，初始化Flash接口和系统滴答定时器 */
   
10.   HAL_Init();
    
11.   /* 配置系统时钟 */
    
12.   SystemClock_Config();
    
13.   
    
14.   XIN_GPIO_Init();
    
15.   
    
16.   LED_GPIO_Init();
    
17. 
    
18.   /* 初始化串口并配置串口中断优先级 */
    
19.   MX_DEBUG_USART_Init();  
    
20.   printf("----光敏模块实验(DMA传输)-----\n");
    
21.   
    
22.   /* ADC 初始化 */
    
23.   MX_ADCx_Init();
    
24.   HAL_ADCEx_Calibration_Start(&hadcx);
    
25.   
    
26.   /* 启动AD转换并使能DMA传输和中断 */
    
27.   HAL_ADC_Start_DMA(&hadcx,&ADC_ConvertedValue,sizeof(ADC_ConvertedValue));  
    
28.   
    
29.   /* 无限循环 */
    
30.   while (1)
    
31.   {
    
32.     HAL_Delay(1000);
    
33.     /* 3.3为AD转换的参考电压值，stm32的AD转换为12bit，2^12=4096，
    
34.        即当输入为3.3V时，AD转换结果为4096 */   
    
35.     ADC_ConvertedValueLocal =(float)(ADC_ConvertedValue&0xFFF)*3.3/4096;         // ADC_ConvertedValue只取最低12有效数据
    
36.                 printf("AD转换原始值 = 0x%04X \r\n", ADC_ConvertedValue&0xFFF);     // ADC_ConvertedValue只取最低12有效数据
    
37.                 printf("计算得出电压值 = %f V \r\n",ADC_ConvertedValueLocal);
    
38.     printf("已经完成AD转换次数：%d\n",DMA_Transfer_Complete_Count);
    
39.     DMA_Transfer_Complete_Count=0;
    
40.   }
    
41. }
    
42. 
    
43. /**
    
44.   * 函数功能: ADC转换完成回调函数
    
45.   * 输入参数: hadc：ADC外设设备句柄
    
46.   * 返 回 值: 无
    
47.   * 说    明: 无
    
48.   */
    
49. void  HAL_ADC_ConvCpltCallback(ADC_HandleTypeDef* hadc)
    
50. {
    
51.   DMA_Transfer_Complete_Count++;
    
52. }
    
53. /**
    
54.   * 函数功能: 光敏模块信号输入脚外部中断服务函数
    
55.   * 输入参数: GPIO_Pin：中断引脚
    
56.   * 返 回 值: 无
    
57.   * 说    明: 无
    
58.   */
    
59. void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
    
60. {
    
61.   if(GPIO_Pin==XIN_GPIO_PIN)
    
62.   {
    
63.     HAL_Delay(20);/* 延时一小段时间，消除抖动 */
    
64.     if(HAL_GPIO_ReadPin(XIN_GPIO,XIN_GPIO_PIN)==1)
    
65.     {
    
66.       LED1_ON;
    
67.       LED2_ON;
    
68.       LED3_ON;
    
69.     }
    
70.     else
    
71.     {
    
72.       LED1_OFF;
    
73.       LED2_OFF;
    
74.       LED3_OFF;
    
75.     }
    
76.     __HAL_GPIO_EXTI_CLEAR_IT(XIN_GPIO_PIN);
    
77.   }
    
78. }

复制代码