设计要求：利用STM32单片机编程实现光敏传感器的实时采集，检测光照强度，实现天黑时3-5个路灯自动点亮，天亮时，3-5个路灯自动熄灭。

一、光敏传感器

1、实物图

• 实验采用四线制光敏电阻传感器

2、光敏电阻传感器模块电路图

3、模块使用说明

• 光敏电阻模块对环境光线最敏感，一般用来检测周围环境的光线的亮度，触发单片机或继电器模块等；
• 模块在环境光线亮度达不到设定阈值时，D0端输出高电平，当外界环境光线亮度超过设定阈值时，D0端输出低电平；
• DO输出端可以与单片机直接相连，通过单片机来检测高低电平，由此来检测环境的光线亮度改变；
• D0输出端可以直接驱动本店继电器模块，由此可以组成一个光控开关。
• 小板模拟量输出A0可以和AD模块相连，通过AD转换，可以获得环境光强更精准的数值

4、接线说明

VCC	接电源正极(3.3~5V)
GND	接电源负极
D0	TTL开关信号输入
A0	模拟信号输入

二、智能路灯控制系统

光敏电阻传感器的检测可以实现灯的亮灭，但光照强度的变量不能细化，因此我们需要AD转换，实现光照度精确采集，这样可以应用到很多场景。

1、ADC简介

• ADC（Analog-Digital Converter）模拟-数字转换器

• ADC可以将引脚上连续变化的模拟电压转换为内存中存储的数字变量，建立模拟电路到数字电路的桥梁

• 12位逐次逼近型ADC，1us转换时间输入电压范围：0_{3.3V，转换结果范围：0}4095

• 18个输入通道，可测量16个外部和2个内部信号源

• 规则组和注入组两个转换单元

• 模拟看门狗自动监测输入电压范围

• STM32F103C8T6 ADC资源：ADC1、ADC2，10个外部输入通道

2、ADC框图

三、代码实现

1、LightSensor.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void LightSensor_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//上拉输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}

uint8_t LightSensor_Get(void)
{
	return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_13);
}

2、AD.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header

void AD_Init(void)
{
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
	
	RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
	
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
	
	ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
	
	ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
	ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
	ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
	ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
	ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
	ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
	ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
	
	ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
	
	ADC_ResetCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
	ADC_StartCalibration(ADC1);
	while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1) == SET);
}

uint16_t AD_GetValue(void)
{
	ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
	while (ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC) == RESET);
	return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}

3、main.c

#include "stm32f10x.h"                  // Device header
#include "Delay.h"
#include "LED.h"
#include "LightSensor.h"
#include "AD.h"
#include "OLED.h"

uint16_t ADValue;
float Voltage;

int main(void)
{
	LED_Init();
	LightSensor_Init();
	AD_Init();
	OLED_Init();
	
	OLED_ShowString(1, 1, "ADValue:");
	OLED_ShowString(2, 1, "Volatge:0.00V");
	
	while (1)
	{
		ADValue = AD_GetValue();
		Voltage = (float)ADValue / 4095 * 3.3;
		
		OLED_ShowNum(1, 9, ADValue, 4);
		OLED_ShowNum(2, 9, Voltage, 1);
		OLED_ShowNum(2, 11, (uint16_t)(Voltage * 100) % 100, 2);
		
		Delay_ms(100);
		//环境光线达不到设定阈值时，DO端输出高电平，路灯亮
		if (LightSensor_Get() == 1)
		{
			OLED_ShowString(3,1,"Light ON ");
			LED1_ON();
			LED2_ON();
			LED3_ON();
		}
		//环境光线超过设定阈值时，DO端输出低电平，路灯灭
		else
		{
			OLED_ShowString(3,1,"Light OFF");
			LED1_OFF();
			LED2_OFF();
			LED3_OFF();

		}
	}
}

四、编译下载

• 环境光线未达到设定阈值时LED灯亮，环境光线超过设定阈值时LED灯灭，模拟天黑时3个路灯自动点亮，天亮时3个路灯自动熄灭。
• 可以调节光敏电阻传感器的灵敏度电位器，观察数模转换器ADValue和电压值Volatge的变化，即光照阈值是否改变。

五、参考资料

【STM32学习】（28）STM32实现光照度采集（标准库和HAL库实现）-CSDN博客

STM32+光敏模块_光敏电阻模块-CSDN博客

光敏电阻传感器模块 4针/MK001272 (yuque.com)