代码收藏家技术教程 2024-12-02

STM32实现简单的智能垃圾桶

使用STM32实现简单的智能垃圾桶，可以通过以下步骤实现：

硬件准备：
STM32开发板（如STM32F4DISCOVERY）
超声波传感器 HC-SR04
伺服电机
电源模块
杜邦线等
搭建硬件连接：首先将超声波传感器连接到STM32开发板的GPIO引脚上，参考其数据手册确定引脚连接。接下来将伺服电机连接到开发板的PWM输出引脚。最后，连接电源模块为整个系统供电。
配置开发环境：使用ST官方提供的开发环境STM32CubeIDE进行开发。下载并安装STM32CubeIDE，并按照相关教程配置好开发环境。

编写代码：在STM32CubeIDE中创建一个新的工程，并选择适当的开发板和配置。然后，根据以下步骤编写代码：

a. 配置系统时钟：在main函数之前，加入以下代码，以配置系统时钟：

void SystemClock_Config(void)
{
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;

    /* Configure the main internal regulator output voltage */
    __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
    __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);

    /* Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
    HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct);

    /* Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */
    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0);

    /* Configure the Systick interrupt time */
    HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq() / 1000);

    /* Configure the Systick */
    HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);

    /* SysTick_IRQn interrupt configuration */
    HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}

b. 配置超声波传感器引脚：在main()函数中，加入以下代码，以配置超声波传感器的GPIO引脚：

#define TRIG_PIN GPIO_PIN_0
#define TRIG_PORT GPIOA
#define ECHO_PIN GPIO_PIN_1
#define ECHO_PORT GPIOA

void GPIO_Config(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    /* Configure TRIG pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = TRIG_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(TRIG_PORT, &GPIO_InitStruct);

    /* Configure ECHO pin */
    GPIO_InitStruct.Pin = ECHO_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(ECHO_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

c. 实现超声波传感器测距函数：在main()函数中，加入以下代码，以实现测距函数：

uint32_t Ultrasonic_GetDistance(void)
{
    uint32_t start_time = 0, end_time = 0;
    uint32_t distance = 0;

    /* Generate a trigger pulse */
    HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(10);
    HAL_GPIO_WritePin(TRIG_PORT, TRIG_PIN, GPIO_PIN_RESET);

    /* Wait for the echo pulse */
    while (HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT, ECHO_PIN) == GPIO_PIN_RESET);
    start_time = HAL_GetTick();

    while (HAL_GPIO_ReadPin(ECHO_PORT, ECHO_PIN) == GPIO_PIN_SET);
    end_time = HAL_GetTick();

    /* Calculate the distance based on the time difference between start and end */
    distance = (end_time - start_time) * 34 / 100;

    return distance;
}

d. 实现控制伺服电机函数：在main()函数中，加入以下代码，以实现控制伺服电机的函数：

void Servo_SetAngle(uint32_t angle)
{
    uint32_t pulse_width = 0;

    pulse_width = angle * 10 / 180 + 50;
    TIM2->CCR1 = pulse_width;
}

e. 实现主函数：在main()函数中，加入以下代码，以实现主要功能：

int main(void)
{
    /* Initialize STM32Cube HAL library */
    HAL_Init();
    /* Configure the system clock */
    SystemClock_Config();

    /* Configure GPIO */
    GPIO_Config();

    /* Initialize PWM for servo control */
    /* Assume TIM2 is used for PWM generation */
    HAL_TIM_PWM_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_1);

    while (1)
    {
        uint32_t distance = Ultrasonic_GetDistance();

        if (distance < 10)
        {
            /* Set servo angle to open the bin */
            Servo_SetAngle(0);
        }
        else if (distance >= 10 && distance <= 20)
        {
          /* Set servo angle to partially open the bin */
            Servo_SetAngle(90);
        }
        else
        {
            /* Set servo angle to close the bin */
            Servo_SetAngle(180);
        }

        HAL_Delay(1000);
    }
}