第一讲?内部温度传感器实验

在讲我们将利用 STM32F1 的内部温度传感器来读取温度值，并在 TFTLCD 模块上显示出来。

1.STM32 内部温度传感器简介
2.硬件设计
3.软件设计

1.STM32 内部温度传感器简介

?STM32 有一个内部的温度传感器，可以用来测量 CPU 及周围的温度(TA)。该温度传感器在内部和 ADCx_IN16 输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压转换成数字值。温度传感器模拟输入推荐采样时间是 17.1μs。

STM32 的内部温度传感器支持的温度范围为：-40~125 度。精度比较差，为±1.5℃左右。 STM32 内部温度传感器的使用很简单，只要设置一下内部 ADC就不再写，并激活其内部通道就差不多了。接下来设置和温度传感器相关的 2 个地方。

第一个地方，我们要使用 STM32 的内部温度传感器，必须先激活 ADC 的内部通道，这里通过 ADC_CR2 的 AWDEN 位（bit23）设置。设置该位为 1 则启用内部温度传感器。

第二个地方，STM32 的内部温度传感器固定的连接在 ADC 的通道 16 上，所以，我们在设置好 ADC 之后只要读取通道 16 的值，就是温度传感器返回来的电压值了。根据这个值，我们就可以计算出当前温度。计算公式如下： T（℃）={（V25-Vsense）/Avg_Slope}+25

上式中：

V25=Vsense 在 25 度时的数值（典型值为：1.43）。

Avg_Slope=温度与 Vsense 曲线的平均斜率（单位为 mv/℃或 uv/℃）（典型值为 4.3Mv/℃）。利用以上公式，我们就可以方便的计算出当前温度传感器的温度了。

STM32 内部温度传感器使用的步骤如下：

1）设置 ADC，开启内部温度传感器。关于如何设置 ADC，采用与上一讲相似的设置。其中温度传感器是读取外部通道的值，而内部温度传感器相当与把通道端口连接在内部温度传感器上。所以这里，要开启内部温度传感器功能: ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE);

2）读取通道 16 的 AD 值，计算结果。

在设置完之后，我们就可以读取温度传感器的电压值了，得到该值就可以用上面的公式计算温度值。从上个实验的 ADC 通道与 GPIO 对应表（ADC 通道与 GPIO 对应表）可以知道，内部温度传感器是通过对应的是 ADC 的通道 16。其它的跟上一讲的讲解是一样的。

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）内部温度传感器

内部温度传感器也是在 STM32 内部，不需要外部设置，我们只需要软件设置就 OK 了。

3.软件设计

tsensor.c 文件中有三个函数分别为 T_Adc_Init, T_Get_Temp, T_Get_Adc_Average.这三个函数的作用跟ADC 实验基本是一样的。不同的是在 Adc_Init 函数中设置为开启内部温度传感器模式，代码如下：

void T_Adc_Init(void) //ADC 通道初始化
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; 
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |
RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); //使能 GPIOA,ADC1 通道时钟
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //分频因子 6 时钟为 72M/6=12MHz
 ADC_DeInit(ADC1); //将外设 ADC1 的全部寄存器重设为缺省值
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC 独立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模数转换:单通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //单次转换模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //软件触发
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC 数据右对齐
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //顺序进行规则转换的ADC 通道的数目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根据指定的参数初始化 ADCx
ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); //开启内部温度传感器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的 ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //重置指定的 ADC1 的复位寄存器
 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待教主年完成
ADC_StartCalibration(ADC1); //AD 校准
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校准完成
}

//得到温度值
//返回值:温度值(扩大了 100 倍,单位:℃.)
short Get_Temprate(void) //获取内部温度传感器温度值
{
u32 adcx;
short result;
double temperate;
adcx=T_Get_Adc_Average(ADC_Channel_16,20); //读取通道 16,20 次取平均
temperate=(float)adcx*(3.3/4096); //电压值
temperate=(1.43-temperate)/0.0043+25; //转换为温度值
result=temperate*=100; //扩大 100 倍.
return result;
}

main 函数代码如下：

int main(void)
{
u16 adcx;
float temp;
float temperate;
delay_init(); //延时函数初始化 
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置 NVIC 中断分组 2
uart_init(115200); //串口初始化波特率为 115200
LED_Init(); //LED 端口初始化
LCD_Init(); //LCD 初始化
 T_Adc_Init(); //ADC 初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"WarShip STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"Temperature TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2015/9/7");
//显示提示信息 
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"TEMP_VAL:"); 
LCD_ShowString(60,150,200,16,16,"TEMP_VOL:0.000V"); 
LCD_ShowString(60,170,200,16,16,"TEMPERATE:00.00C"); 
while(1)
{
temp=Get_Temprate(); //得到温度值
if(temp<0)
{
temp=-temp;
LCD_ShowString(30+10*8,140,16,16,16,"-"); //显示负号
}else LCD_ShowString(30+10*8,140,16,16,16," "); //无符号
LCD_ShowxNum(30+11*8,140,temp/100,2,16,0); //显示整数部分
LCD_ShowxNum(30+14*8,140,temp%100,2,16, 0X80); //显示小数部分
LED0=!LED0;
delay_ms(250);
}
}

第二讲?光敏传感器实验

本讲还是要用到 ADC 采集，通过 ADC 采集电压，获取光敏传感器的电阻变化，从而得出环境光线的变化（就是有光源电流增大，在从电路上加个电阻，得知电流的值从而计算出电压的值），并在 TFTLCD 上面显示出来。

1.光敏传感器简介
2.硬件设计
3.软件设计

?1.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。

战舰 STM32F103 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。我们利用 ADC3 的通道 6（PF8）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。

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?

LS1 是光敏二极管（实物在开发板摄像头接口右侧），R34 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_IN6 通道，读取 LIGHT_SENSOR （PF8）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。

3.软件设计

打开 lsens.c，代码如下：

//初始化光敏传感器
void Lsens_Init(void)
{
 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOF,ENABLE);//使能 PORTF 时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;//PF8 anolog 输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模拟输入引脚
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
Adc3_Init();}
//读取 Light Sens 的值
//0~100:0,最暗;100,最亮
u8 Lsens_Get_Val(void)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<LSENS_READ_TIMES;t++)
{
temp_val+=Get_Adc3(LSENS_ADC_CHX); //读取 ADC 值
delay_ms(5);
}
temp_val/=LSENS_READ_TIMES; //得到平均值
if(temp_val>4000)temp_val=4000;
return (u8)(100-(temp_val/40));
}

Lsens_Init 用于初始化光敏传感器，其实就是初始化 PF8 为模拟输入，然后通过 Adc3_Init 函数初始化 ADC3。Lsens_Get_Val 函数用于获取当前光照强度，该函数通过 Get_Adc3 得到 ADC3_CH6 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。

我们添加了 Adc3_Init 和 Get_Adc3 两个函数。Adc3_Init 函数和ADC_Init函数几乎是一模一样，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。

int main(void)
{
u8 adcx; 
delay_init(); //延时函数初始化 
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组 2
uart_init(115200); //串口初始化为 115200
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
 LCD_Init(); //初始化 LCD
Lsens_Init(); //初始化光敏传感器
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
//显示提示信息 
LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");
LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"LSENS TEST");
LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2015/1/14"); 
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);
}
}