STM32F4_光敏传感器

文章介绍了光敏传感器的工作原理、主要参数及应用,特别是光敏电阻。硬件部分分析了STM32F4开发板上的光敏二极管,以及如何通过ADC读取光敏电阻的电压变化。实验程序涉及main.c、ADC3.c、ADC3.h、Lightsensor.c和Lightsensor.h文件,用于获取和显示光敏电阻的光照强度数据。

目录

1. 什么是光敏传感器、光敏电阻

2. 硬件分析

3. 实验程序

3.1 main.c

3.2 ADC3.c

3.3 ADC3.h

3.4 Lightsensor.c

3.5 Lightsensor.h


1. 什么是光敏传感器、光敏电阻

光敏传感器也称为光电传感器。是利用光电器件把光信号转换成电信号的一种传感器。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、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。

光敏电阻是一种由半导体材料制成的没有极性的纯电阻,光敏电阻是一种对光敏感的光电器件。

光敏电阻的主要参数:

  • 暗电阻和暗电流:通常把光敏电阻未受到光照射时的电阻称作暗电阻,在没有光照射时流过的电流称作暗电流。
  • 亮电阻和亮电流:亮对应于暗,通常将光敏电阻在受到光照射时的电阻称作亮电阻,在有光照射时通过的电流称作亮电流。

光敏电阻的主要特性:

  • 伏安特性:在一定的光照强度下,光敏电阻两端所加的电压与电流成正比,阻值只和照射的入光强度有关,与加在两端的电流或者电压无关。
  • 光谱特性:我们只要光存在不同的波长,则不同波长的光对光敏电阻的灵敏度是不一样的。
  • 温度特性:光敏电阻受温度的影响较大,当温度升高时,暗电阻和灵敏度都随之下降。

工作原理:

        光敏电阻串联在电流中,在光敏电阻的两端,通常加上合适的电压,在没有光照的条件下,光敏电阻的阻值接近于无穷大,相当于断路,当在一定的光照强度下, 光敏电阻的阻值减少,电流对应增大,足够的光照强度使得光敏电阻所在的支路相当于短路。

实际应用:

        通过STM32F4的ADC去测量电压值

  1.         首先需要确定ADC的位数,也可以说是分辨率,最大数值是多少。比如说一个16位的ADC,最大值就是0xFFFF,对应于2^{16}=65536;
  2.         确定最大值时对应的参考电压值,STM32F4的开发板对应的最大值为3.3V。
  3.         计算电压值,需要把ADC的数值除刚才的确定的最大数值(也就是
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