嵌入式-stm32-基于HAL库的感应开关盖垃圾桶项目（开源）

news2025/1/18 1:16:41

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）》
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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LED1
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_RESET);
		
}

void closeStatusLight()
{
		
	//熄灭led1
			HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_8,GPIO_PIN_SET);

}

void initSG90_0()
{
	//初始化tim
	HAL_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1s
		HAL_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LED1
			openDusbin();//垃圾桶开盖
		}else{
			closeStatusLight();//熄灭LED1
			closeDusbin();//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）》

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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

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