【STM32单片机_(HAL库)】4-5-3【定时器TIM】【感应开关盖垃圾桶项目】项目实现

news2024/10/10 20:30:45

1.项目需求

以下几个事件触发时,垃圾桶自动开盖,并伴随蜂鸣器短响一声,同时 LED 灯闪烁一下,2秒后自动关盖:

  • 检测到有人靠近
  • 检测到有震动
  • 按下按键 KEY1

2.硬件

  • STM32单片机最小系统
  • 震动传感器模块
  • 蜂鸣器模块(低电平触发)
  • HC-SR04超声波传感器模块
  • SG90舵机模块
  • LED灯模块

硬件接线

STM32震动传感器蜂鸣器超声波传感器舵机LED灯
PA4DO
PA6I/O
PB5I/O
PB6Trig
PB7Echo
PB8负极
3V3VCCVCC
5VVCCVCC
GNDGNDGNDGNDGND
  • 项目框图
    在这里插入图片描述

3.软件

  • led、exti、beep、key、sg90、hcsr04驱动文件添加
  • main.c程序
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "uart1.h"
#include "beep.h"
#include "exti.h"
#include "hcsr04.h"
#include "key.h"
#include "sg90.h"

#define OPEN 1//宏定义
#define CLOSE 0

uint8_t dustbin_status = CLOSE;//定义盖的状态

void open_dustbin(void)//开盖函数
{
    if(dustbin_status == CLOSE)//判断盖的状态,防止手一直放在超声波导致蜂鸣器一直滴
    {                          //如果是盖关闭情况下才执行
        sg90_angle_set(30); 
        beep_on();
        led1_on();
        delay_ms(100);
        beep_off();
        led1_off();
        dustbin_status = OPEN;//此时盖的状态为打开
    }
}

void close_dustbin(void)//关盖函数
{
    sg90_angle_set(0);
    beep_off();
    led1_off();
    dustbin_status = CLOSE;
}

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    uart1_init(115200);
    beep_init();
    exti_init();
    hcsr04_init();
    key_init();
    sg90_init();
    printf("hello world!\r\n");

    uint8_t key_num = 0;
    while(1)
    { 
        key_num = key_scan();//扫描按键
        if(key_num == 1 || vibrate_flag_get() == TRUE || hcsr04_get_length() < 10)//条件或,满足一个即可
        {
            open_dustbin();
            delay_ms(2000);
            vibrate_flag_set(FALSE);
        }
        else
            close_dustbin();
        delay_ms(10);//防止超声波传感器一直获取距离,而导致崩
        
//        sg90_angle_set(0);
//        delay_ms(1000);
//        sg90_angle_set(20);
//        delay_ms(1000);
//        sg90_angle_set(40);
//        delay_ms(1000);
//        sg90_angle_set(90);
//        delay_ms(1000);
//        sg90_angle_set(180);
//        delay_ms(1000);

//        key_num = key_scan();           /* 扫描按键获取按下按键的值 */
//        if(key_num == 1)                /* 检测到按键1按下 */
//            led1_toggle();              /* 翻转LED1 */
//        
//        if(key_num == 2)                /* 检测到按键2按下 */
//            led2_toggle();              /* 翻转LED2 */

//        printf("dis: %.2f\r\n", hcsr04_get_length());
//        delay_ms(1000);
        
//        if(vibrate_flag_get() == TRUE)
//        {
//            //那么就点亮LED1两秒,然后熄灭
//            led1_on();
//            delay_ms(2000);
//            led1_off();
//            vibrate_flag_set(FALSE);
//        }
        
//        beep_on();
//        delay_ms(500);
//        beep_off();
//        delay_ms(500);
        
//        led1_on();
//        led2_off();
//        delay_ms(500);
//        led1_off();
//        led2_on();
//        delay_ms(500);
    }
}

  • exti.c程序
#include "exti.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"

uint8_t vibrate_flag = FALSE;                               // 检测到震动标志位

void exti_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOA时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_4;                       // 震动传感器对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            // 下降沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);
    
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 2, 0);                 // 设置EXTI0中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);                         // 使能中断
}

void EXTI4_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //delay_ms(20);
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)
            //led1_toggle();
            vibrate_flag = TRUE;
    }
}

uint8_t vibrate_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = vibrate_flag;
    vibrate_flag = FALSE;
    return temp;
    
}

void vibrate_flag_set(uint8_t value)
{
    vibrate_flag = value;
}

  • exti.h程序
#ifndef __EXTI_H__
#define __EXTI_H__

#include "stdint.h"

#define TRUE    1
#define FALSE   0

void exti_init(void);
uint8_t vibrate_flag_get(void);
void vibrate_flag_set(uint8_t value);

#endif

  • led.c
#include "led.h"
#include "sys.h"

//初始化GPIO函数
void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;          // 两个LED对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽输出
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);
    //关闭LED
    led1_off();
    led2_off();
} 

//点亮LED1的函数
void led1_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED1引脚,点亮LED1
}

//熄灭LED1的函数
void led1_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED1引脚,熄灭LED1
}

//翻转LED1状态的函数
void led1_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
}

//点亮LED2的函数
void led2_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED2引脚,点亮LED2
}

//熄灭LED2的函数
void led2_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED2引脚,熄灭LED2
}

//翻转LED2状态的函数
void led2_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
}

  • led.h
#ifndef __LED_H__
#define __LED_H__

void led_init(void);
void led1_on(void);
void led1_off(void);
void led1_toggle(void);
void led2_on(void);
void led2_off(void);
void led2_toggle(void);

#endif

  • beep.c
#include "beep.h"
#include "sys.h"

//初始化GPIO函数
void beep_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_5;                       // 蜂鸣器对应的引脚PB5
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽输出
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);
    //关闭蜂鸣器
    beep_off();
}

//打开蜂鸣器的函数
void beep_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低蜂鸣器引脚,打开蜂鸣器
}

//关闭蜂鸣器的函数
void beep_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);     // 拉高蜂鸣器引脚,关闭蜂鸣器
}

  • beep.h
#ifndef __BEEP_H__
#define __BEEP_H__

void beep_init(void);
void beep_on(void);
void beep_off(void);

#endif

  • hcsr04.c
#include "hcsr04.h"
#include "delay.h"

TIM_HandleTypeDef tim2_handle = {0};

//定时器初始化函数
void tim2_init(void)
{
    tim2_handle.Instance = TIM2;
    tim2_handle.Init.Prescaler = 72 - 1;
    tim2_handle.Init.Period = 65536 - 1;
    tim2_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    tim2_handle.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
    HAL_TIM_Base_Init(&tim2_handle);
}

//msp函数
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == TIM2)
    {
        __HAL_RCC_TIM2_CLK_ENABLE();
    }
}

void tim2_start(void)
{
    HAL_TIM_Base_Start(&tim2_handle);
}

void tim2_stop(void)
{
    HAL_TIM_Base_Stop(&tim2_handle);
}

uint16_t tim2_get_cnt(void)
{
    return __HAL_TIM_GetCounter(&tim2_handle);
}

void tim2_set_cnt(uint16_t val)
{
    __HAL_TIM_SetCounter(&tim2_handle, val);
}

void hcsr04_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    TRIG_GPIO_CLK_ENABLE();
    ECHO_GPIO_CLK_ENABLE();
    
    //初始化Trig引脚
    gpio_initstruct.Pin = TRIG_PIN;
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_NOPULL;                     
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           
    HAL_GPIO_Init(TRIG_PORT, &gpio_initstruct);
    
    gpio_initstruct.Pin = ECHO_PIN;
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;             
    HAL_GPIO_Init(ECHO_PORT, &gpio_initstruct);
}

void hcsr04_init(void)
{
    tim2_init();
    hcsr04_gpio_init();
}

float hcsr04_get_length(void)
{
    uint16_t total_time = 0;
    float distance = 0;

    //1. Trig,给Trig端口至少10us的高电平
    TRIG_HIGH();
    delay_us(15);
    TRIG_LOW();

    //2. Echo引脚,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(ECHO_STATUS() == GPIO_PIN_RESET);
    tim2_start();
    tim2_set_cnt(0);

    //3. Echo,由高电平跳转回低电平,表示波回来了
        //波回来的那一下,我们开始停止定时器,计算出中间经过多少时间
    while(ECHO_STATUS() == GPIO_PIN_SET);
    tim2_stop();

    //4. 计算出中间经过多少时间
    total_time = tim2_get_cnt();

    //5. 距离 = 速度(343m/s) * 时间 / 2
    distance = total_time * 0.01715;
    return distance;
}

  • hcsr04.h
#ifndef __HCSR04_H__
#define __HCSR04_H__

#include "sys.h"

#define TRIG_PORT                   GPIOB
#define TRIG_PIN                    GPIO_PIN_6
#define TRIG_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define TRIG_HIGH()                 HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define TRIG_LOW()                  HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_RESET)

#define ECHO_PORT                   GPIOB
#define ECHO_PIN                    GPIO_PIN_7
#define ECHO_GPIO_CLK_ENABLE()      __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()
#define ECHO_STATUS()               HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT, ECHO_PIN)

void hcsr04_init(void);
float hcsr04_get_length(void);

#endif

  • key.c
#include "key.h"
#include "delay.h"

//初始化GPIO
void key_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOA时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;          // 两个KEY对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;                 // 输入
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);
}

//按键扫描函数
uint8_t key_scan(void)
{
    //检测按键是否按下
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        //消抖
        delay_ms(10);
        //再次判断按键是否按下
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET)
        {
            //如果确实是按下的状态,等待按键松开
            while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_0) == GPIO_PIN_RESET);
            //返回按键值
            return 1;
        }
    }
    
    //检测按键是否按下
    if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
    {
        //消抖
        delay_ms(10);
        //再次判断按键是否按下
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET)
        {
            //如果确实是按下的状态,等待按键松开
            while(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_1) == GPIO_PIN_RESET);
            //返回按键值
            return 2;
        }
    }
    //返回默认值
    return 0;
}

  • key.h
#ifndef __KEY_H__
#define __KEY_H__

#include "sys.h"

void key_init(void);
uint8_t key_scan(void);

#endif

  • sg90.c
#include "sg90.h"


TIM_HandleTypeDef tim3_handle = {0};
// init函数
void tim3_init(void)
{
    TIM_OC_InitTypeDef pwm_config = {0};
    
    tim3_handle.Instance = TIM3;
    tim3_handle.Init.Prescaler = 7200 - 1;
    tim3_handle.Init.Period = 200 - 1;
    tim3_handle.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    HAL_TIM_PWM_Init(&tim3_handle);
    
    pwm_config.OCMode = TIM_OCMODE_PWM1;
    pwm_config.Pulse = 100;
    pwm_config.OCPolarity = TIM_OCPOLARITY_HIGH;
    HAL_TIM_PWM_ConfigChannel(&tim3_handle, &pwm_config, TIM_CHANNEL_1);
    HAL_TIM_PWM_Start(&tim3_handle, TIM_CHANNEL_1);
}


//msp函数
void HAL_TIM_PWM_MspInit(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
    if(htim->Instance == TIM3)
    {
        GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
        //打开时钟
        __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
        __HAL_RCC_TIM3_CLK_ENABLE();
        
        //调用GPIO初始化函数
        gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_6;                    // 两个LED对应的引脚
        gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;             // 推挽输出
        gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
        gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
        HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);
    }
}


//修改CCR值的函数
void tim3_compare_set(uint16_t val)
{
    __HAL_TIM_SET_COMPARE(&tim3_handle, TIM_CHANNEL_1, val);
}

void sg90_init(void)
{
    tim3_init();
}

void sg90_angle_set(uint16_t angle)
{
    uint16_t CCRx = (1.0 / 9.0) * angle + 5.0;
    tim3_compare_set(CCRx);
}

  • sg90.h
#ifndef __SG90_H__
#define __SG90_H__

#include "sys.h"

void sg90_init(void);
void sg90_angle_set(uint16_t angle);

#endif

4.实物效果

ST-Link下载方式

感应开关盖垃圾桶项目keil源文件

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我最近看到的最有趣的电子商务功能之一是能够搜索与我手机上的图片相似的产品。例如&#xff0c;我可以拍一双鞋或其他产品的照片&#xff0c;然后搜索产品目录以查找类似商品。使用这样的功能可以是一个相当简单的项目&#xff0c;只要有合适的工具。如果我们可以将问题定义为…

Pycharm设置相同变量的背景颜色

在 PyCharm 中设置鼠标点击某个变量时&#xff0c;代码其他地方相同变量的背景颜色&#xff0c;可以通过调整颜色方案中的相关设置来实现。以下是详细步骤&#xff1a; 打开 PyCharm&#xff0c;选择 File -> Settings&#xff08;在 Windows/Linux 上&#xff09;或 PyChar…

基于 CSS Grid 的简易拖拉拽 Vue3 组件,从代码到NPM发布(1)- 拖拉拽交互

基于特定的应用场景&#xff0c;需要在页面中以网格的方式&#xff0c;实现目标组件在网格中可以进行拖拉拽、修改大小等交互。本章开始分享如何一步步从代码设计&#xff0c;最后到如何在 NPM 上发布。 请大家动动小手&#xff0c;给我一个免费的 Star 吧~ 大家如果发现了 Bug…

全网最详细k8s搭建部署

目录 Kubernetes的功能&#xff1a; Kubernetes的特点&#xff1a; 1. 安装要求 2. 部署内容 1、系统环境准备 2、所有禁用swap和本地解析 3、仓库配置&#xff0c;所有安装docker 4、所有节点设定docker的资源管理模式为systemd 5、所有阶段复制harbor仓库中的证书并…

一款电子产品图册转换器

​随着科技的不断发展&#xff0c;电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分。无论是手机、平板电脑还是智能家居&#xff0c;它们都离不开电子图册的支撑。一款优秀的电子产品图册转换器&#xff0c;可以帮助我们轻松实现电子图册的转换&#xff0c;为我们的生活和工作带来…

AlphaFold加冕诺奖,DeepMind CEO获奖感言:最优秀的科学家与AI配合,将完成令人难以置信的工作

继「AI 教父」摘冠 2024 年诺贝尔物理学奖后&#xff0c;AI 再下一城&#xff0c;获得了今年的诺贝尔化学奖。 北京时间 10 月 9 日&#xff0c;瑞典皇家科学院宣布了 2024 年诺贝尔化学奖的归属&#xff0c;一半授予 David Baker&#xff0c; 以表彰其在计算蛋白设计方面的贡…

python实现音频文件mp3/m4a转.wav + windows安装ffmpeg

近期在尝试使用大模型进行音频降噪、人声分离。抱脸上的模型几乎统一输入需求都是.wav&#xff0c;直接贴代码吧 ps:使用这段代码需要提前安装好ffmpeg(安装教程请往下拉) from pydub import AudioSegment# 加载.m4a文件 audio AudioSegment.from_file(r"你文件的路径&…

Pycharm使用CV2

1、windows下已经安装好python3以及opencv2 2、安装并打开pycharm 环境中装好的包就能显示出来了&#xff0c;就可以去调用cv2的接口了

TCP/IP相关

1、关于三次握手、四次挥手和TCP的11种状态&#xff1a; 记住这张图就行了&#xff1a; 2、关于慢启动、拥塞避免、超时重传、快速重传、快速恢复 记住这张图就行了&#xff1a; 一些名词解释&#xff1a; MSS&#xff1a;Maximum Segment Size&#xff0c;最大报文长度 RT…

力扣 1206. 设计跳表

Problem: 1206. 设计跳表 &#x1f469;‍&#x1f3eb; 参考题解 class Skiplist {// 定义跳表的最大层数int level 10;// 定义跳表节点类class Node {int val; // 节点值Node[] ne new Node[level]; // 节点的下一跳节点数组&#xff0c;支持多级索引// 构造函数&#xf…

深度学习之卷积CONV2D

文章目录 1.学习目的2.填充与步幅2.1填充2.2 步幅 3.总结 1.学习目的 卷积听起来简单&#xff0c;事实上不简单&#xff0c;需要多加练习 2.填充与步幅 在前面的例子 图6.2.1中&#xff0c;输入的高度和宽度都为3&#xff0c;卷积核的高度和宽度都为2&#xff0c;生成的输出…

用Python将HTML转换为Excel文件

在数据处理和分析的过程中&#xff0c;经常需要从网页上抓取信息&#xff0c;并将其转换为更易于操作的格式。HTML表格作为一种常见的数据展示方式&#xff0c;在线报告、统计资料等场景中广泛存在&#xff0c;但其结构化程度较低&#xff0c;不利于进一步的数据清洗和分析。将…

微信小程序-APP-软件开发

微信小程序开发&#xff0c;作为当下移动互联网领域的一股强劲势力&#xff0c;正以其便捷性、轻量化及高用户粘性的特点&#xff0c;深刻改变着我们的生活与工作方式。它不仅为企业和个人开发者提供了一个全新的服务入口&#xff0c;更极大地拓宽了商业应用的边界。 在微信小…

2015年国赛高教杯数学建模D题众筹筑屋规划方案设计解题全过程文档及程序

2015年国赛高教杯数学建模 D题 众筹筑屋规划方案设计 众筹筑屋是互联网时代一种新型的房地产形式。现有占地面积为102077.6平方米的众筹筑屋项目&#xff08;详情见附件1&#xff09;。项目推出后&#xff0c;有上万户购房者登记参筹。项目规定参筹者每户只能认购一套住房。  …