01. 光敏传感器简介
光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、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。
( G% |% S% j: u' s+ b0 I9 `
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。
- z# S4 z( i% k& K9 m% M
0 @- E7 P: O/ d# q) `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。
" A. w/ B6 ~7 P2 \$ O
. `+ n% i/ o% t% a' f6 B- K9 R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。
$ F8 z( n$ n5 ^) M2 ^6 ]
02. 硬件模块
/ B& U' k, C( ^9 J* d! v用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0
5 d( S$ @9 Z, k- r; K' y2） TFTLCD 模块
3） ADC
4） 光敏传感器

" G+ D! t+ r$ ?. {, {0 `# ~

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。

03. 程序设计
adc.h文件

1. //-----------------------------------
   6 Y( J9 K. ^' T: Q9 p
2. //ADC3通道初始化
   
3. void ADC3_Init(void);
   ! I, F# F; w3 _, Q
4. //获取ADC3某个通道的值
   ) ^0 `0 x7 K5 d" j  ^7 h
5. u16 Get_Adc3(u8 ch);
   ! J$ M! F( q' a( a7 M! d& j
6. //获取某个通道给定次数采样的平均值
   
7. u16 Get_Adc3_Average(u8 ch, u8 times);

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adc.c文件
2 `4 c: S' s8 e

1. //-------------------------ADC3------------------------
   9 U2 G: T9 ?6 \( g. o' I+ _8 u
2. //ADC3通道初始化
     M/ b; c2 n2 l. [2 }0 `
3. void ADC3_Init(void)
   3 M6 T' S5 Z' r7 n- ?9 b) j
4. {
   
5.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
6.         ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
   $ N- P. G& ?, e" Q
7.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   
8.         
   
9.         //开启GPIO时钟 PA5
   ( x7 S+ _% X1 o# \
10.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
    
11.         
    : D+ d0 y6 t! V5 b) w" A4 t
12.         //开启ADC1时钟
    
13.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);        
    9 O" \/ {/ ^' `* a) x" W
14.         
    
15.         //GPIO初始化 初始化为模拟功能
    
16.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    
17.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    9 A2 s/ m4 l1 m1 e4 O0 u7 I. g6 g9 m
18.         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    
19.         GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
    
20.         
    
21.         RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,ENABLE);          //ADC1复位
    
22.         RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,DISABLE);        //复位结束        
    $ ^1 l* p& d9 F9 O# ]5 |, a. P
23.         
    
24.         
    ' k- Y# j- P/ k2 b. d% V  ~6 W
25.         //初始化ADC_CCR寄存器
    
26. 
    ; P! o7 ~# s4 A' S+ X; d/ z
27.         ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    
28.         ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
    
29.         ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
    
30.         ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;
    
31.         ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
    - V& s! u; P6 q
32.         
    
33. 
    ( V' c6 s( f7 \0 n" l6 l+ h, A
34.         //初始化ADC1
    ! C9 ?' u: H  ]
35.         ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
    
36.         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    9 ]5 n2 g" v" T8 t) O# C% p
37.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    
38.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    
39.         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    : T) `8 `, ]0 k. M3 A) s( \; V& L
40.         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;
    
41. 
    % t* T3 ?$ H; G4 [9 x" I
42.         ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);
    $ h& j3 P3 G& }, j) [  ^7 P/ _! C
43. 
    
44. 
    4 B( ~0 J% o6 h, T
45.         //设置ADC规则组通道 一个序列 采样时间
    ' K# N$ I7 C! t- @+ [+ Z, m; ^4 q, f
46.         //ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_480Cycles);
    
47. 
    , A3 ^. O4 F: w! T
48. 
    " D2 K  s2 c4 b% L! h2 v
49.         //使能ADC
    
50.         ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);
    1 v6 v+ k3 U3 d" `& C1 s
51.         
    
52. }
    
53. 
    3 n' Y& c3 e; V+ {7 ]; c6 p3 s0 [
54. //获取ADC3某个通道的值
    
55. u16 Get_Adc3(u8 ch)
    : L/ `0 E) C; S2 w: M* u
56. {
    % W/ g7 X0 g: m/ N+ {- W. e3 o
57.         //设置ADC规则组通道 一个序列 采样时间
    
58.         ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, 1, ADC_SampleTime_480Cycles);
    , D- ^5 Q2 a, D, r
59.         
    8 N% L7 h* O" h- a: z6 u
60.         //开启ADC3的软件转换启动功能
    5 s  u. B1 ]% U7 S
61.         ADC_SoftwareStartConv(ADC3);
    
62.         
    
63.         //等待转换结束
    1 D- F% X* J, y9 `: u7 m  C
64.         while(ADC_GetFlagStatus(ADC3, ADC_FLAG_EOC) == RESET)
    
65.                 ;
    $ Y% t* J& S6 W/ W& t0 p
66. 
    2 l" `3 b3 c" n& u' i2 t
67.         //读取ADC的值
    " g2 o! c/ b9 r, }
68.         return  ADC_GetConversionValue(ADC3);
    2 }7 V! o# R; v) S. G2 h
69. 
    5 t; n: g8 \1 a0 s( ], R- J- E9 J
70. }
    ; V9 Y& M8 |7 l+ e
71. 
    
72. //获取某个通道给定次数采样的平均值
    
73. u16 Get_Adc3_Average(u8 ch, u8 times)
    
74. {
    
75.         u32 tmp = 0;
    
76.         u8 i = 0;
    ) }+ d7 L& N" N) c
77.         
    3 v' s  c  H( H" Z3 y" @
78.         for (i = 0; i < times; i++)
    
79.         {
    6 @; t! Y# D' ^0 m0 m# `7 E
80.                 tmp += Get_Adc3(ch);
    
81.                 delay_ms(5);
    - \3 J: x  o5 B3 ~' R* q+ g
82.         
    8 f: E8 ?" f. E; E# G5 I4 a
83.         }
    1 o; o: @) u1 j1 ?
84.         
    * n. Y6 r1 A$ w; k1 I; _
85.         //得到平均值
    
86.         tmp /= times;
    
87.         
      e) a% X. d& C8 f' I
88.         if (tmp > 4000)
    
89.         {
    ' l( ?3 v) |/ L- {" b
90.                 tmp = 4000;
    6 U5 Y. H' O% ]' T5 m/ A% s/ e- ^
91.         }
    " j+ f6 v0 l4 }4 t; l
92.         
    5 K1 t9 Q4 q# h- \
93.         
    & q( ~" [: M6 b: A$ w8 k$ X
94.         return (u16)(100 - (tmp / 40));
    0 L8 S# t; Q* B5 d
95. }

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main.c文件
2 N1 y6 {3 e6 H) J" _. ~5 U

1. #include "sys.h"
   2 q/ R% o8 `6 n3 _# }' i
2. #include "delay.h"
   
3. #include "usart.h"
   / K! Q& P% d. Y2 Z# x. ]! p; {8 P1 a( J
4. #include "led.h"
   4 a# J/ y8 }+ {! T% v
5. #include "beep.h"
   
6. #include "key.h"
   . s, H# @' h2 w, e
7. #include "usmart.h"
   ) E. \! Q/ m! A# v- y
8. #include "lcd.h"
   
9. #include "rtc.h"
   
10. #include "rng.h"
    , O0 q1 n( [9 S1 f/ ]: H+ C4 h
11. #include "key.h"
    
12. #include "wkup.h"
    * I/ a& Y7 h( i& f
13. #include "adc.h"
    9 {" R7 X- I3 b/ t; g- |
14. 
    3 F1 n- S1 {3 S( c
15. int main(void)
      q$ @+ R: n5 _# B& M4 ~4 D
16. {
    
17.         //u16 value = 0;
    , [- L  K: [. `/ h5 Y
18.         
    ! u& Q; Z9 \! q+ |. ]4 M. i
19.         u16 temp = 0;
    
20. 
    5 ~5 c" C, B7 C1 [: l. b$ B
21.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    0 D. a( }/ Y( \6 F
22.         
    6 S' n) N. p6 b( u
23.         delay_init(168);
    ' N2 f" |5 {3 o! A4 \) _
24.         
    ; Z9 }$ C5 S' B6 W
25.         uart_init(115200);
      E) I" w3 n, `# z; M, i7 ]4 O
26.         
    ! S" y7 M( D$ [( |, ]/ J, V
27.         //usmart_dev.init(84);
    
28. 
    
29.         
    
30.         LED_Init();
    . y  i9 ?8 o4 y+ v9 ?% f: \
31.         
    & s% P4 z& V& l! n, \
32.         
    
33.         LCD_Init();
    + Z& g8 L6 L' g% i" H
34. 
    / @. |( ^) [$ B2 @/ C7 G% @
35.         ADC3_Init();
    1 `9 o; s7 O/ ~1 q- I' P
36.         
    
37.                
    6 z& E5 ]  ?( V( J$ A# C
38.         POINT_COLOR = RED;
    ( k! l, U! L4 j- B$ Y  X
39.         
    
40.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");        
    1 z& E" Z* u5 T; [5 W; j5 l
41.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"LSENS TEST");        
    
42.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@tom");
    
43.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2020/09/15");         
    
44.         
    # r3 p9 Q6 Z* K1 Y4 K" o. n
45.         //设置字体为蓝色
    6 _- u8 r( e1 L7 M; J( _# Z
46.         POINT_COLOR = BLUE;
    9 ]( R$ j3 V/ f, \" I
47.         LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"LSENS VAL:");         
    6 F) ^) P5 z. e5 h% _1 E3 q
48.                
    ' ~% n, [& v/ M4 B  f- o
49.         while(1)
    - @3 q% W9 g* G9 c& b/ L  m2 E" y
50.         {
    
51.                 //得到温度值
    : U0 p3 Y  U! E' c! p% B' e3 A% m
52.                 temp = Get_Adc3_Average(ADC_Channel_5, 10);
    6 a, n3 d% o- U" t
53.                
    
54.                
    
55.                 LCD_ShowxNum(30+10*8,130,temp,3,16,0);//显示ADC的值
    ! K' ^: A8 t0 o: v4 Z
56. 
    
57.                 printf("Light: %d\r\n", temp);
    
58.                
    
59.                 LED1 = !LED1;
    + L& p- T4 k4 a: Y
60.                
    
61.                 delay_ms(250);
    6 ]/ R8 N7 O2 J: |$ z
62.         }
    4 x: U" V- I' p, B1 o+ k8 r6 s9 e
63. }

复制代码

1 V6 r; `: r' a) ^1 s04. 结果验证
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。
; |6 n7 J( c; u" h9 A