限位开关原理与STM32应用

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限位开关是一种在自动化和机械控制系统中常见的机械式开关，用于检测机械部件是否达到预定位置。在本文中，我们将探讨限位开关的工作原理以及如何在STM32微控制器上应用限位开关。

限位开关的工作原理

限位开关通常由一个机械臂和一个固定在机械臂上的按钮组成。当机械臂移动到特定位置时，按钮会被推动，从而触发开关闭合或断开。

图源淘宝：telesky旗舰店 限位开关触点按键

类型

1. 常开（NO）：在未触发时断开，触发时闭合。
2. 常闭（NC）：在未触发时闭合，触发时断开。

应用

限位开关被广泛应用于各种机械和自动化系统中，用于安全防护、位置检测、计数等。

硬件连接

1. 常开限位开关：一端连接到STM32的GPIO输入引脚，另一端连接到地。
2. 常闭限位开关：一端连接到STM32的GPIO输入引脚，另一端连接到高电平（如3.3V或5V）。

推荐IO口配置

1. 常开限位开关：
   推荐使用上拉：这样在未触发时，引脚读取到高电平，触发时读取到低电平，这符合大多数数字逻辑的设计习惯，即高电平表示正常或安全状态，低电平表示异常或动作状态。
2. 常闭限位开关：
   推荐使用下拉：这样在未触发时，引脚读取到低电平，触发时读取到高电平，同样符合数字逻辑的设计习惯。

软件实现

在STM32上读取限位开关状态，通常涉及以下步骤：

1. GPIO初始化：配置GPIO引脚为输入模式，并设置为上拉或下拉。
2. 读取状态：通过读取GPIO输入数据寄存器来判断开关是否被触发。

示例代码

初始化部分相关代码(以GPIOA-3为例)

// 初始化GPIO为上拉输入
void slider_limit_switch_init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

应用部分相关代码

// 读取限位开关状态
uint8_t read_slider_limit_switch(void) {
    return GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_3);
}

int main(void) {
    slider_limit_switch_init();
    while (1) {
        if (read_slider_limit_switch() == Bit_SET) {
            // 开关未触发
        } else {
            // 开关已触发
        }
    }
}

作者：FrvYoung