01. 光敏传感器简介
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。
探索者 STM32F4 开发板板载了一个光敏二极管(光敏电阻),作为光敏传感器,它对光的变化非常敏感。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。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。
利用这个电流变化,我们串接一个电阻,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。
02. 硬件模块
用到的硬件资源有:
1) 指示灯 DS0
2) TFTLCD 模块
3) ADC
4) 光敏传感器
LS1 是光敏二极管(实物在开发板摄像头接口右侧),R58 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_IN5 通道,读取LIGHT_SENSOR(PF7)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。
03. 程序设计
adc.h文件
adc.c文件
main.c文件
04. 结果验证
伴随 DS0 的不停闪烁,提示程序在运行。此时,我们可以通过给 LS1 不同的光照强度,来观察 LSENS_VAL 值的变化,光照越强,该值越大,光照越弱,该值越小。