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1）实验平台：alientek阿波罗STM32F767开发板
第二十五章光敏传感器实验
本章我们将向大家介绍探索者STM32F4开发板自带的探索一个光敏传感器，本章还是资料要用
到ADC采集，通过ADC采集电压，发板获取光敏传感器的连载电阻变化，从而得出环境光线的第章变
化，并在TFTLCD上面显示出来。光敏本章将分为如下几个部分：
25.1光敏传感器简介
25.2硬件设计
25.3软件设计
25.4下载验证
25.1光敏传感器简介
光敏传感器是传感最常见的传感器之一，它的器实种类繁多，主要有：光电管、探索光电倍增管、资料光
敏电阻、发板光敏三极管、连载太阳能电池、第章红外线传感器、光敏紫外线传感器、传感光纤式光电传感器、色
彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。光传感器是目前产量最多、应用最广的传感器之
一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。
光敏传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波
长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探
测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即
可。
探索者STM32F4开发板板载了一个光敏二极管（光敏电阻），作为光敏传感器，它对
光的变化非常敏感。光敏二极管也叫光电二极管。光敏二极管与半导体二极管在结构上是类
似的,其管芯是一个具有光敏特征的PN结，具有单向导电性，因此工作时需加上反向电压。
无光照时，有很小的饱和反向漏电流，即暗电流，此时光敏二极管截止。当受到光照时,饱
和反向漏电流大大增加，形成光电流,它随入射光强度的变化而变化。当光线照射PN结时，
可以使PN结中产生电子一空穴对，使少数载流子的密度增加。这些载流子在反向电压下漂
移，使反向电流增加。因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流。
利用这个电流变化，我们串接一个电阻，就可以转换成电压的变化，从而通过ADC读
取电压值，判断外部光线的强弱。
本章，我们利用ADC3的通道5（PF7）来读取光敏二极管电压的变化，从而得到环境
光线的变化，并将得到的光线强度，显示在TFTLCD上面。关于ADC的介绍，前面两章已
经有详细介绍了，这里我们就不再细说了。
25.2硬件设计
本实验用到的硬件资源有：
1）指示灯DS0
2）TFTLCD模块
3）ADC
4）光敏传感器
前三个之前均有介绍，光敏传感器与STM32F4的连接如图25.2.1所示：
图25.2.1光敏传感器与STM32F4连接示意图
图中，LS1是光敏二极管（实物在开发板摄像头接口右侧），R58为其提供反向电压，
当环境光线变化时，LS1两端的电压也会随之改变，从而通过ADC3_IN5通道，读取
LIGHT_SENSOR（PF7）上面的电压，即可得到环境光线的强弱。光线越强，电压越低，光
线越暗，电压越高。
25.3软件设计
打开本章实验工程可以看到，在HAL库文件中，我们跟上一讲的实验是一样的，添加
了adc相关的库函数文件stm32f4xx_hal_和对应头文件的支持。同时，我们在
HARDWARE分组下新建了和源文件，以及包含了它们对应的头文件。因为
本实验我们主要是使用ADC3去测量关敏二极管的电压变化，所以大部分知识我们在前面
ADC实验部分都有所讲解，这里我们就略带而过。打开，代码如下：
//初始化光敏传感器voidLsens_Init(void){GPIO_InitTypeDefGPIO_Initure;__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();//开启GPIOF时钟GPIO_=GPIO_PIN_7;//PF7GPIO_=GPIO_MODE_ANALOG;//模拟GPIO_=GPIO_NOPULL;//不带上下拉HAL_GPIO_Init(GPIOF,GPIO_Initure);Adc3_Init();//初始化ADC3}//读取LightSens的值//0~100:0,最暗;100,最亮u8Lsens_Get_Val(void){u32temp_val=0;u8t;for(t=0;tLSENS_READ_TIMES;t++){temp_val+=Get_Adc3(ADC_CHANNEL_5);//读取ADC值,通道5delay_ms(5);}temp_val/=LSENS_READ_TIMES;//得到平均值if(temp_val4000)temp_val=4000;return(u8)(1(temp_val/40));}这里就2个函数，其中：Lsens_Init用于初始化光敏传感器，其实就是初始化PF7为模
拟输入，然后通过Adc3_Init函数初始化ADC3的通道ADC_Channel_5。Lsens_Get_Val函
数用于获取当前光照强度，该函数通过Get_Adc3得到通道ADC_Channel_5转换的电压值，
经过简单量化后，处理成0~100的光强值。0对应最暗，100对应最亮。
接下来我们看看源文件代码：
ADC_HandleTypeDefADC3_Handler;//ADC句柄//初始化ADC//ch:ADC_channels//通道值0~16取值范围为：ADC_CHANNEL_0~ADC_CHANNEL_16voidAdc3_Init(void){ADC3_=ADC3;ADC3_=ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;//4分频，ADCCLK=PCLK2/4=84/4=21MHZADC3_=ADC_RESOLUTION_12B;//12位模式ADC3_=ADC_DATAALIGN_RIGHT;//右对齐ADC3_=DISABLE;//非扫描模式ADC3_=DISABLE;//关闭EOC中断ADC3_=DISABLE;//关闭连续转换ADC3_=1;//1个转换在规则序列中也就是只转换规则序列1ADC3_=DISABLE;//禁止不连续采样模式ADC3_=0;//不连续采样通道数为0ADC3_=ADC_SOFTWARE_START;//软件触发ADC3_=ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;//使用软件触发ADC3_=DISABLE;//关闭DMA请求HAL_ADC_Init(ADC3_Handler);//初始化}//ADC底层驱动，引脚配置，时钟使能//此函数会被HAL_ADC_Init()调用//hadc:ADC句柄voidHAL_ADC_MspInit(ADC_HandleTypeDef*hadc){__HAL_RCC_ADC3_CLK_ENABLE();//使能ADC3时钟}//获得ADC值//ch:通道值0~取值范围为：ADC_CHANNEL_0~ADC_CHANNEL_16//返回值:转换结果u16Get_Adc3(u32ch){ADC_ChannelConfTypeDefADC1_ChanConf;ADC1_=ch;//通道ADC1_=1;//1个序列ADC1_=ADC_SAMPLETIME_480CYCLES;//采样时间ADC1_=0;HAL_ADC_ConfigChannel(ADC3_Handler,ADC1_ChanConf);//通道配置HAL_ADC_Start(ADC3_Handler);//开启ADCHAL_ADC_PollForConversion(ADC3_Handler,10);//轮询转换return(u16)HAL_ADC_GetValue(ADC3_Handler);//返回最近一次ADC1规则组的转换结果}这里，Adc3_Init函数几乎和ADC_Init函数一模一样，这里我们设置了ADC3_CH5的
相关参数，但是没有设置对应IO为模拟输入，因为这个在Lsens_Init函数已经实现。Get_Adc3
用于获取ADC3某个通道的转换结果。
因为我们前面对ADC有了详细的讲解，所以本章实验源码部分讲解就比较简单。接下
来我们看看主函数：
intmain(void){u8adcx;HAL_Init();//初始化HAL库Stm32_Clock_Init(336,8,2,7);//设置时钟,168Mhzdelay_init(168);//初始化延时函数uart_init(115200);//初始化USARTusmart_(84);//初始化USMARTLED_Init();//初始化LEDKEY_Init();//初始化KEYLCD_Init();//初始化LCDLsens_Init();//初始化光敏传感器POINT_COLOR=RED;LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"ExplorerSTM32F4");LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"LSENSTEST");LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2014/5/7");POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"LSENS_VAL:");while(1){adcx=Lsens_Get_Val();LCD_ShowxNum(30+10*8,130,adcx,3,16,0);//显示ADC的值LED0=!LED0;delay_ms(250);}}此部分代码也比较简单，初始化各个外设之后，进入死循环，通过Lsens_Get_Val获取
光敏传感器得到的光强值（0~100），并显示在TFTLCD上面。
代码设计部分就为大家讲解到这里，下面我们开始下载验证。
25.4下载验证
在代码编译成功之后，我们通过下载代码到ALIENTEK探索者STM32F4开发板上，
可以看到LCD显示如图25.4.1所示：
图25.4.1光敏传感器实验测试图
伴随DS0的不停闪烁，提示程序在运行。此时，我们可以通过给LS1不同的光照强度，
来观察LSENS_VAL值的变化，光照越强，该值越大，光照越弱，该值越小。
