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。

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。
! Q% r/ @, [! c+ }" r+ }0 H: u
3 ?# l( m" B6 S% \7 c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。
4 f: M# Y) K5 X, \5 E
, F, x& R9 {3 L  e8 Z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。
, V" n* m; D1 z" g+ Z& w
02. 硬件模块
: ~" X- i7 ~$ d( o用到的硬件资源有：
1） 指示灯 DS0
2） TFTLCD 模块
7 R7 S( ?' v6 N$ g3 F. [" Z: i8 q3） ADC
4） 光敏传感器

) `( i' n5 W7 L1 ?

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。

  B  Q. u0 t1 B- d- P' ^+ d03. 程序设计
adc.h文件

' ?: H4 l. s: g" n1 W

1. //-----------------------------------
   2 ~# P. H0 h8 p5 z- h* U2 N5 U
2. //ADC3通道初始化
   
3. void ADC3_Init(void);
   
4. //获取ADC3某个通道的值
   
5. u16 Get_Adc3(u8 ch);
   6 {& Z9 z+ y$ B" \! L9 |- I
6. //获取某个通道给定次数采样的平均值
   # P) l" S. ^* l9 H$ ~
7. u16 Get_Adc3_Average(u8 ch, u8 times);

复制代码

7 V( e8 Z5 q* I. z' X4 Xadc.c文件
+ ?" Y! ^5 t( d) m0 }4 _- j

1. //-------------------------ADC3------------------------
   : M3 J! a; L0 ]& Y% i
2. //ADC3通道初始化
   
3. void ADC3_Init(void)
   
4. {
   + ~' X1 q/ P/ J# O# p9 y1 r0 [! x
5.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
   
6.         ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStructure;
   
7.         ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
   ( e  r* p% g, [0 C+ M
8.         
   
9.         //开启GPIO时钟 PA5
   4 {) ^& R6 D; z/ a7 `
10.         RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);
    . H! w; q& B3 o: y3 `2 B
11.         
    
12.         //开启ADC1时钟
    : ]5 `  z+ Q7 e  k% W- p" Z9 Y, r
13.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE);        
    " ^0 Q5 p* t- n6 d# A+ e  g
14.         
    * j+ o7 K7 l9 B+ q) z/ n0 g
15.         //GPIO初始化 初始化为模拟功能
    8 H2 _0 x1 i- e" e
16.         GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
    
17.         GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;
    6 L  c4 F; d& n! n
18.         GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    . }. x+ P& x# u0 w
19.         GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
    ! W+ ?3 h( a) b7 S/ h
20.         
    
21.         RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,ENABLE);          //ADC1复位
    . P+ q, i% m9 p- Z! t# U
22.         RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,DISABLE);        //复位结束        
    0 {7 H5 K# i3 b3 g
23.         
    " t2 O# \8 ]! l; ^4 u; j
24.         
    : d" I$ d$ J3 W5 P& Z$ `
25.         //初始化ADC_CCR寄存器
    7 Z3 I4 x" ^0 B( K, @' j* u1 n
26. 
    ' v" M% u$ G0 ~' i9 Y6 W# z
27.         ADC_CommonInitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    
28.         ADC_CommonInitStructure.ADC_TwoSamplingDelay = ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
    $ I* P3 S% W9 U
29.         ADC_CommonInitStructure.ADC_DMAAccessMode = ADC_DMAAccessMode_Disabled;
    - a2 {0 p; y; R8 D1 Z
30.         ADC_CommonInitStructure.ADC_Prescaler = ADC_Prescaler_Div4;
    
31.         ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStructure);
    7 D4 N6 H% z4 ~& m5 ]/ p
32.         
    1 W  x4 n# H9 m8 g' [
33. 
    ! [; f3 z8 d% R& x. ]( Y
34.         //初始化ADC1
    0 B$ P! T0 _) K2 `8 v4 u' l3 Y
35.         ADC_InitStructure.ADC_Resolution = ADC_Resolution_12b;
    9 _2 o. U. M) B/ i! q- `) w6 c, |# ]
36.         ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    
37.         ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
    9 g! |& D# c  K
38.         ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConvEdge = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
    
39.         ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ! V+ P+ q6 r9 P4 f$ v
40.         ADC_InitStructure.ADC_NbrOfConversion = 1;
    ( ?0 i9 w  s3 O5 i7 D; S8 V
41. 
    
42.         ADC_Init(ADC3, &ADC_InitStructure);
    & I, y2 }5 O% V% {& x! O
43. 
    
44. 
    
45.         //设置ADC规则组通道 一个序列 采样时间
    5 [% j1 v# L6 c, m+ c6 G+ U
46.         //ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 1, ADC_SampleTime_480Cycles);
    ; T7 A2 f6 C5 W
47. 
    
48. 
    
49.         //使能ADC
    - T8 X7 B# j! s
50.         ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);
    % R% f) g* y8 E. C. }
51.         
    
52. }
    ! a; p9 _0 h* M8 ]+ T
53. 
    
54. //获取ADC3某个通道的值
    
55. u16 Get_Adc3(u8 ch)
    % d% p  \6 u, c9 m" s! p# L! a4 `
56. {
    
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);
    7 U7 d' t6 m& V# h  m9 e3 g
59.         
    
60.         //开启ADC3的软件转换启动功能
    
61.         ADC_SoftwareStartConv(ADC3);
    , `9 J4 \/ [. M! p& `
62.         
    
63.         //等待转换结束
    2 U* Y: C9 N2 ^- j5 C
64.         while(ADC_GetFlagStatus(ADC3, ADC_FLAG_EOC) == RESET)
    2 E2 D. n4 V4 J* s% U. b+ ]
65.                 ;
    3 d( O) b, A# A; S& X- b
66. 
    ! Z6 u6 \# V( q* p
67.         //读取ADC的值
    
68.         return  ADC_GetConversionValue(ADC3);
    
69. 
    
70. }
    
71. 
    4 _8 J2 N) ?: x- J7 q" Q
72. //获取某个通道给定次数采样的平均值
    : X2 |( E1 i7 Z/ l+ O2 d
73. u16 Get_Adc3_Average(u8 ch, u8 times)
    3 Y( I: {1 m) T7 q4 a
74. {
    
75.         u32 tmp = 0;
    " [! l: Q8 j! p6 Z' d
76.         u8 i = 0;
    , M' A8 M  U3 d5 v; W
77.         
    
78.         for (i = 0; i < times; i++)
    
79.         {
    $ O) g& p4 \2 Q$ x
80.                 tmp += Get_Adc3(ch);
    ( D7 J& Z0 ?2 `. _+ A
81.                 delay_ms(5);
    ! {. U5 Y* A, v/ ]
82.         
    
83.         }
    
84.         
    
85.         //得到平均值
    
86.         tmp /= times;
    . }2 w  u, q6 s- U/ X3 M6 a
87.         
    : _" I$ G% W7 E1 k/ P& ^* D
88.         if (tmp > 4000)
    + o9 O0 r8 S4 _+ U. B' E
89.         {
    : B0 I' w; ^4 O: p/ {. H
90.                 tmp = 4000;
    
91.         }
    
92.         
    
93.         
    " m5 K  s% w6 e& O' F; W
94.         return (u16)(100 - (tmp / 40));
    
95. }

复制代码

main.c文件

2 P0 K1 G) N- J$ n2 B

1. #include "sys.h"
   
2. #include "delay.h"
   
3. #include "usart.h"
   
4. #include "led.h"
   
5. #include "beep.h"
   
6. #include "key.h"
   
7. #include "usmart.h"
   , j! e% B% Y) n) h
8. #include "lcd.h"
   
9. #include "rtc.h"
   / l6 \# v: u" M5 T6 j: H1 L3 C$ ^: U
10. #include "rng.h"
    
11. #include "key.h"
    " ?- O9 q: ]2 B" W" M& J8 X0 J
12. #include "wkup.h"
    
13. #include "adc.h"
    
14. 
    
15. int main(void)
    
16. {
    : R& ~0 L% M  U% |) ]0 X5 _, ]
17.         //u16 value = 0;
    ' i5 M/ i6 `, Q8 Y7 N' y3 r; m) S
18.         
    
19.         u16 temp = 0;
    . M8 W4 G9 k3 L' n; s/ o1 U6 q
20. 
    % h) j4 V+ y* c* g+ a0 f3 _" S1 C. b
21.         NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置系统中断优先级分组2
    * W8 ?8 y" u/ @& ~
22.         
    
23.         delay_init(168);
    
24.         
    2 h! \# N* Q8 ~. F2 D% I! A
25.         uart_init(115200);
    
26.         
    
27.         //usmart_dev.init(84);
      S3 g5 T0 p# n9 c9 j; m8 y$ P
28. 
    
29.         
    
30.         LED_Init();
      v8 S! v# O7 {0 m5 s) q
31.         
    
32.         
    
33.         LCD_Init();
    
34. 
    ' ~* f: H$ _+ J7 _4 M
35.         ADC3_Init();
    
36.         
    $ g" f# J9 }3 H  [0 i0 n$ \4 a
37.                
    
38.         POINT_COLOR = RED;
    
39.         
    7 ?+ k- V% a, z9 L; ]/ s
40.         LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"Explorer STM32F4");        
    5 s1 q! D' _& x  L- u. i- w7 _- j
41.         LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"LSENS TEST");        
    + }9 i# g. A, j; H% z5 ]
42.         LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@tom");
    
43.         LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2020/09/15");         
    
44.         
    
45.         //设置字体为蓝色
    4 ?5 d# n7 j) [; R/ J5 v  {' d
46.         POINT_COLOR = BLUE;
    ; U- W# }% Z$ [
47.         LCD_ShowString(30,140,200,16,16,"LSENS VAL:");         
    
48.                
    9 A* X0 v* u& e' v  b$ W: A' ~
49.         while(1)
    0 M- A+ J" @6 s% f
50.         {
    
51.                 //得到温度值
    1 ]$ Z6 I' ^7 t5 b
52.                 temp = Get_Adc3_Average(ADC_Channel_5, 10);
    
53.                
    ' R, R5 M$ C* u0 N
54.                
    
55.                 LCD_ShowxNum(30+10*8,130,temp,3,16,0);//显示ADC的值
    , c# [6 o& L# k" C( Q2 a- {$ N5 K
56. 
    
57.                 printf("Light: %d\r\n", temp);
    
58.                
    0 I) z. b- f7 ~8 L) @0 |
59.                 LED1 = !LED1;
    9 ^, i$ `  e- p1 G' K5 D
60.                
    " [8 A2 H# _3 g: s6 l6 b4 }
61.                 delay_ms(250);
    
62.         }
    ' h- Z  K, P; p2 h
63. }

复制代码

' N+ b! ?  J" m( O  U. X- _1 f04. 结果验证
! J4 |& k$ V; b9 R; G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。

7 V1 ]/ V1 V/ ?+ u& o/ m
3 V; B. s6 r  X3 n4 D7 O; F