嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目(开源)

2024-01-05 07:36

本文主要是介绍嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目(开源),希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

嵌入式-stm32-感应开关盖垃圾桶项目(开源)
网盘资料
《嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目(开源)》
在这里插入图片描述

目录

一:项目概述
二:材料准备
三:细节分析(重点)
四:Stm32CubeMx操作步骤以及实现细节
五:Keil5业务逻辑代码编写
六:总结

一:项目概述

1.简单描述:
该感应开关盖垃圾桶,通过(超声波模块感应垃圾桶前是否有人)或者(震动传感器检测震动)或者(按键),来控制sg90舵机进行角度控制,打开垃圾桶盖门,打开盖门的时间延时控制。

2.需求描述

检测靠近时,垃圾桶自动开盖并伴随滴一声,2秒后关盖
发生震动时,垃圾桶自动开盖并伴随滴一声,2秒后关盖
按下按键时,垃圾桶自动开盖并伴随滴一声,2秒后关盖

二:材料准备

在这里插入图片描述

1.stm32F103C8T6最小系统板
2.sg90舵机:参考文章《嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机》
3.HC-SR04超声波传感器:参考文章《嵌入式-stm32-SR04超声波测距介绍及实战》
4.震动传感器
5.蜂鸣器

下面是可选配件
6.玩具垃圾桶模型
7.4粒1.5V电池(供电5v给32板子)
8.热熔胶

三:细节分析(重点)

1.项目连接设计
超声波模块:
Trig – PB6
Echo – PB7

sg90舵机:
PWM – PB9

按键:
KEY1 – PA0

LED灯:
LED1 – PB8

震动传感器:
D0 – PB5
VCC – 5V

蜂鸣器:
IO – PB4
VCC – 3V3

2.读芯片电路图
在这里插入图片描述
3.看STM32F103x8产品手册,使用硬件资源

3.1、问:怎么判断哪个模块应该接板子上哪个引脚,分配硬件资源?
答:首先项目所用的是最小系统板c8t6,看产品手册。

3.2、先说结论(重点)
PA0:按键 GPIO_EXIT0,检测下降沿触发信号
PB4:蜂鸣器 GPIO_Output输出 高低电平控制信号,初始化默认高电平,因为低电平才响;
PB5:震动传感器GPIO_EXIT5 用中断服务,输出高低电平控制信号;
PB6:超声波模块Trig设GPIO_Output, 输出高低电平控制信号;
PB7:超声波模块Echo设GPIO_Input,输入高低电平控制信号;
PB8:LED灯设GPIO_Output,初始化默认高电平,因为低电平才响
PB9:sg舵机设TIM4_CH4

3.3、推荐先阅读
文章1.《嵌入式-stm32-HAL库通过定时器中断翻转LED灯》
文章2.《嵌入式-stm32-SR04超声波测距介绍及实战》
文章3.《嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机》
不看也没事,O(∩_∩)O哈哈~

4.判断板子上有没有业务需要的pin脚
打开产品手册,用查找关键字方法,CTRL+F
重点是sg90舵机需要用到PWM,pwm是通过定时器实现的,所以找支持定时器的引脚TIM4_CH4的PB9(下面判断得到的,有的引脚支持但是已经被使用了)
① TIM1:高级定时器(不用)在这里插入图片描述
②定时器TIM2,用了PA0,按键功能
在这里插入图片描述

③定时器TIM4(√),定时器TIM3(×)
查找定时器引脚时,有Defaul和remap,哪个引脚有选哪个,不要只看其一

举例子:一个战士,一个武器库,你有但我不一定会用

定时器TIM3的remap对应的是pin脚PC6、7、8、9,但c8t6上面没有这些pin脚;但default有PA6,PA7,PB0,PB1;

定时器TIM4的Default有所需要的pin脚:PB6、7、8、9,刚好c8t6上面有这些pin脚,所以我们项目可用这些引脚;remap对应的是PD13/14/15,这个我们不需要。

在这里插入图片描述
注意:这里我们会发现上面一张照片里面的TIM4明明没有对应的pin脚,但是下面一张图有
我们需要区分:这两列对应的remap和default,读不懂没关系,跳过,反正大概意思就是我的remap那列有对应的引脚,在默认default那列也有对应的引脚(而TIM4这里对应的PB6789,在c8t6上面有引脚资源分配)

在STM32F103C8T6的手册中,remap和default是与引脚映射相关的概念
Remap:Remap表示引脚重映射。在STM32F103C8T6芯片中,某些功能模块的引脚映射可以通过Remap寄存器进行配置,以更改默认的引脚映射方式。例如,TIM1_CH1可以映射到PA8或PB13上,可以通过TIM1的Remap寄存器选择不同的映射方式。另外需要注意的是,某些引脚无法进行重映射。

  Default:Default表示默认的引脚映射方式。在STM32F103C8T6芯片中,大多数引脚都有默认的映射方式,例如PA0对应的是ADC12_IN0、TIM2_CH1等功能。如果没有进行引脚重映射,系统将使用默认的引脚映射方式。需要注意的是,Remap和Default是与具体功能模块相关的概念,在STM32F103C8T6芯片中,不同的功能模块可能支持不同的引脚映射方式和重映射方式。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

四:CubeMx操作步骤以及实现细节

用stm32cubeMx来进行硬件资源的分配,下面截图里的文字信息很重要
每一步都有,超详细,点个赞吧道友
跟着我,一步一步,绝对没问题

4.1、打开Stm32CubeMX,界面如图

在这里插入图片描述

4.2、选芯片:stm32f103c8t6

在这里插入图片描述4.3 GPIO(general Purpose Input/Output)
通用目的输入\输出
在这里插入图片描述

4.4 NVIC(Nested Vector Interrupt Controller)
外部中断控制器
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

如果直接在中断服务函数里面调用HAL_Dealy函数,则会造成系统卡死。

原因:程序初始化时默认把滴答定时器的中断优先级设为最低,其他中断源很容易把它打断导致卡死
解决:在main函数里使用以下函数提高滴答定时器的中断优先级(提升至0);下面这段代码具体位置后面有提到,可以先跳过

HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);

4.5 RCC (Reset and Control Clock)
复位和时钟控制器
在这里插入图片描述4.6 SYS (System)
系统模块
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
4.7 定时器
TIM2
在这里插入图片描述TIM4
在这里插入图片描述下图不要在意那个0,详请看我推荐的文章

在这里插入图片描述Tout就是一次的溢出时间,PSC=71,Tclk=72000 000hz(s),此处ARR=0,这里有写Tout的计算
文章3.《嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机》

4.8 时钟配置Clock Configuration
在这里插入图片描述4.9 代码自动设置生成的文件

在这里插入图片描述

5.10 图形化最后一步
项目名称:rubbish_study

在这里插入图片描述

五:Keil5业务逻辑代码编写

5.1 代码界面直观介绍

在这里插入图片描述

5.2 main.c增删代码

①这是源代码,直接复制可用

只要cubemx没有配置错误,把这个main.c替换你自己项目的main.c那能直接运行

/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file           : main.c* @brief          : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2024 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes *//* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
#define OPEN 1
#define close 0
/* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV */
char flag = close;
/* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
//使用TIM2来做us级延时函数
void TIM2_Delay_us(uint16_t n_us)
{/* 使能定时器2计数 */__HAL_TIM_ENABLE(&htim2);__HAL_TIM_SetCounter(&htim2, 0);while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim2) < ((1 * n_us)-1) );/* 关闭定时器2计数 */__HAL_TIM_DISABLE(&htim2);
}double get_distance()
{int cnt=0;//1. Trig ,给Trig端口至少10us的高电平HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);//拉高TIM2_Delay_us(20);HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);//拉低//2. echo由低电平跳转到高电平,表示开始发送波//波发出去的那一下,开始启动定时器while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_RESET);//等待输入电平拉高HAL_TIM_Base_Start(&htim2);__HAL_TIM_SetCounter(&htim2,0);//3. 由高电平跳转回低电平,表示波回来了while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) == GPIO_PIN_SET);//等待输入电平变低//波回来的那一下,我们开始停止定时器HAL_TIM_Base_Stop(&htim2);//4. 计算出中间经过多少时间cnt = __HAL_TIM_GetCounter(&htim2);//5. 距离 = 速度 (340m/s)* 时间/2(计数1次表示1us)return (cnt*340/2*0.000001*100); //单位:cm
}
void openStatusLight()
{//点亮LED1HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);}void closeStatusLight()
{//熄灭led1HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);}void initSG90_0()
{//初始化timHAL_TIM_PWM_Start(&htim4,TIM_CHANNEL_4);//启动定时器4__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_4,5);//比较寄存器,设置舵机为0度}//解决垃圾桶盖子抽抽的问题,先在明确关盖的情况下,执行开盖动作;开盖函数和关盖函数不是同时运行,必须先确保一方再进行相反操作
void openDusbin()
{if(flag == close){//明确垃圾桶盖子是关闭的情况下才执行开盖程序flag = OPEN;//把垃圾桶状态记为开,没有这句,蜂鸣器会一直响__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_4,15);//垃圾桶开盖,把舵机设置为90度HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_RESET);HAL_Delay(100);//蜂鸣器响1sHAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_4,GPIO_PIN_SET);}HAL_Delay(2000);
}
void closeDusbin()//这句关盖代码存在的目的是为了让自己后续“手动”关盖
{__HAL_TIM_SetCompare(&htim4,TIM_CHANNEL_4,5); //垃圾桶关盖,把舵机设置为0度flag = close;	HAL_Delay(150);
}void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0 || GPIO_Pin == GPIO_PIN_5) // 检查GPIO引脚是否等于GPIO_PIN_0或GPIO_PIN_5{if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA,GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET ||   //按键HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_RESET)	// 震动传感器{openStatusLight();openDusbin();}}
}
/* USER CODE END 0 *//*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */float distance;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_TIM2_Init();MX_TIM4_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */initSG90_0();HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn,0,0);/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 *///超声波测距distance = get_distance();if(distance < 10){openStatusLight();//点亮LED1openDusbin();//垃圾桶开盖}else{closeStatusLight();//熄灭LED1closeDusbin();//关盖}HAL_Delay(300);}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief  This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/*** @brief  Reports the name of the source file and the source line number*         where the assert_param error has occurred.* @param  file: pointer to the source file name* @param  line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

②增加的代码

下面四张截图,可以根据行数去复制使用

第一张图

在这里插入图片描述

第二张图

在这里插入图片描述

第三张图

在这里插入图片描述

第四张图

在这里插入图片描述以上就是所有的代码,截图里面的文字要看啊,若道友不细看,这其中的因果可能你无法承受,桀桀桀

六:总结

一:网盘资料
《嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目(开源)》

链接:https://pan.baidu.com/s/1kFk09nMKPDvLwIUqMT9q3w
提取码:og66
–来自百度网盘超级会员V6的分享

二:推荐文章
文章1.《嵌入式-stm32-HAL库通过定时器中断翻转LED灯》
文章2.《嵌入式-stm32-SR04超声波测距介绍及实战》
文章3.《嵌入式-stm32-用PWM控制sg90舵机》

有疑问,请大胆在评论区留下道友的疑虑,我等交流交流心得

道友:行动了全是答案

这篇关于嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目(开源)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/572129

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