基于STM32的智能LED照明集中控制系统

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基于STM32的智能LED照明集中控制系统

引用

CSDN

https://m.blog.csdn.net/m0_59246703/article/details/145824186

随着物联网技术的快速发展，智能家居逐渐走入我们的生活。智能照明系统作为智能家居的重要组成部分，能够通过集中控制实现灯光的智能化管理，提升生活的舒适度和节能效果。本文将介绍如何基于STM32微控制器实现一个简单的智能LED照明集中控制系统，并提供相应的代码实现。

系统设计

1. 系统功能

远程控制：通过手机或电脑远程控制LED灯的开关和亮度。
自动调光：根据环境光强度自动调节LED灯的亮度。
定时控制：设置定时任务，自动开关LED灯。
多路控制：支持多路LED灯的控制，每路灯可以独立控制。

2. 硬件设计

主控芯片：STM32F103C8T6（或其他STM32系列微控制器）
LED驱动模块：使用PWM信号控制LED亮度。
光敏传感器：用于检测环境光强度。
Wi-Fi模块：ESP8266，用于实现远程控制。
电源模块：为系统提供稳定的电源。

3. 软件设计

开发环境：Keil uVision5
编程语言：C语言
通信协议：MQTT协议，用于远程控制。

代码实现

1. PWM控制LED亮度

#include "stm32f10x.h"
void PWM_Init(void) {
    // 使能GPIO和TIM3时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM3, ENABLE);
    // 配置PA6为复用推挽输出
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    // 配置TIM3
    TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = 999; // PWM周期为1000
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler = 71; // 72MHz / 72 = 1MHz
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = 0;
    TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;
    TIM_TimeBaseInit(TIM3, &TIM_TimeBaseStructure);
    // 配置PWM模式
    TIM_OCInitTypeDef TIM_OCInitStructure;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCMode = TIM_OCMode_PWM1;
    TIM_OCInitStructure.TIM_OutputState = TIM_OutputState_Enable;
    TIM_OCInitStructure.TIM_Pulse = 500; // 初始占空比为50%
    TIM_OCInitStructure.TIM_OCPolarity = TIM_OCPolarity_High;
    TIM_OC1Init(TIM3, &TIM_OCInitStructure);
    // 启动TIM3
    TIM_Cmd(TIM3, ENABLE);
}
void Set_LED_Brightness(uint16_t brightness) {
    TIM_SetCompare1(TIM3, brightness);
}
int main(void) {
    PWM_Init();
    while (1) {
        // 设置LED亮度为50%
        Set_LED_Brightness(500);
        Delay(1000);
        // 设置LED亮度为100%
        Set_LED_Brightness(1000);
        Delay(1000);
    }
}

2. 光敏传感器读取环境光强度

#include "stm32f10x.h"
void ADC_Init(void) {
    // 使能GPIO和ADC1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE);
    // 配置PA1为模拟输入
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    // 配置ADC1
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1;
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);
    // 配置ADC1通道1
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
    // 启动ADC1
    ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);
    ADC_ResetCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_StartCalibration(ADC1);
    while (ADC_GetCalibrationStatus(ADC1));
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE);
}
uint16_t Read_Light_Sensor(void) {
    while (!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC));
    return ADC_GetConversionValue(ADC1);
}
int main(void) {
    ADC_Init();
    while (1) {
        uint16_t light = Read_Light_Sensor();
        // 根据光强度调整LED亮度
        Set_LED_Brightness(light);
        Delay(100);
    }
}

3. ESP8266 Wi-Fi模块实现远程控制

#include "stm32f10x.h"
#include "esp8266.h"
void USART_Init(void) {
    // 使能GPIO和USART1时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    // 配置PA9为USART1 TX，PA10为USART1 RX
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
    // 配置USART1
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 115200;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);
    // 启动USART1
    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}
void ESP8266_SendCommand(char* command) {
    while (*command) {
        USART_SendData(USART1, *command++);
        while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
    }
}
int main(void) {
    USART_Init();
    ESP8266_Init(); // 初始化ESP8266模块
    while (1) {
        // 发送MQTT消息控制LED
        ESP8266_SendCommand("AT+CIPSEND=0,10\r\n");
        Delay(100);
        ESP8266_SendCommand("LED_ON\r\n");
        Delay(1000);
        ESP8266_SendCommand("AT+CIPSEND=0,11\r\n");
        Delay(100);
        ESP8266_SendCommand("LED_OFF\r\n");
        Delay(1000);
    }
}