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常用电子元件光敏二极管的简介与应用(实例:STM32监测光强)

光敏二极管 光敏二极管简介

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。

光敏二极管工作原理

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。

当无光照时,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(光线越强,电流越大)。

简而言之:照射光敏二极管的光强不同,通过光敏二极管的电流大小就不同,所以可以通过检测电流大小,达到检测光强的目的。利用这个电流变化,草莓视频在线观看APP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。

 

STM32监测光强 硬件连接 单片机:STM32F103ZET6模块:光敏二极管模块引脚连接:LIGHT SENSOR:PF8硬件资源:指示灯DS0、TFTCLD模块、ADC

具体的硬件连接的图如下所示:

图中,LS1是光敏二极管,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。

 

STM32控制程序

STM32监测光强的主要步骤:

初始化GPIO、开启ADC;读取ADC结果,并将结果转化为光强。 //初始化ADC3//这里草莓视频在线观看APP仅以规则通道为例//草莓视频在线观看APP默认仅开启通道6 void Adc3_Init(void){ ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC3, ENABLE ); //使能ADC3通道时钟 RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,ENABLE);//ADC复位 RCC_APB2PeriphResetCmd(RCC_APB2Periph_ADC3,DISABLE);//复位结束 ADC_DeInit(ADC3); //复位ADC3,将外设 ADC3的全部寄存器重设为缺省值ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;//ADC工作模式: 独立模式ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;//模数转换工作在单通道模式ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;//模数转换工作在单次转换模式ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;//转换由软件而不是外部触发启动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(ADC3, &ADC_InitStructure);//根据ADC_InitStruct中指定的参数初始化外设ADCx的寄存器 ADC_Cmd(ADC3, ENABLE);//使能指定的ADC3ADC_ResetCalibration(ADC3);//使能复位校准 while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC3));//等待复位校准结束ADC_StartCalibration(ADC3); //开启AD校准 while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC3)); //等待校准结束} //获得ADC3某个通道的值//ch:通道值 0~16//返回值:转换结果u16 Get_Adc3(u8 ch) { //设置指定ADC的规则组通道,一个序列,采样时间ADC_RegularChannelConfig(ADC3, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 );//ADC3,ADC通道,采样时间为239.5周期 ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC3, ENABLE);//使能指定的ADC3的软件转换启动功能 while(!ADC_GetFlagStatus(ADC3, ADC_FLAG_EOC ));//等待转换结束return ADC_GetConversionValue(ADC3);//返回最近一次ADC3规则组的转换结果} //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;t4000)temp_val=4000;return (u8)(100-(temp_val/40));} 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2:2位抢占优先级,2位响应优先级uart_init(115200); //串口初始化为115200LED_Init(); //初始化与LED连接的硬件接口 LCD_Init();//初始化LCDLsens_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);}}

整个程序还是比较简单、基础的,如果对于ADC的相关知识不是很理解的话,可以转到【STM32】ADC的基本原理、寄存器(超基础、详细版)、【STM32】ADC库函数、一般步骤详解(实例:内部温度传感器实验)。

 

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