STM32項目實戰(zhàn)之“智能燈光控制系統(tǒng)”（基于STM32U5）

今天小編來分享一個《智能燈光控制系統(tǒng)》的項目案例，硬件平臺是STM32U5開發(fā)板+資源擴展板+顯示觸摸屏+仿真器，項目的演示界面如下圖所示。

智能燈光控制系統(tǒng)項目，需要一個LED燈光執(zhí)行器件，模擬燈光效果；一個光照傳感器，用于獲取當前環(huán)境的光照強度；一塊TFTLCD顯示屏模塊，用于顯示UI界面，以及進行硬件的控制；ESP8266wifi模塊，用于連接網(wǎng)絡和MQTT服務器，與微信小程序進行數(shù)據(jù)交互，以及遠程控制。

01 項目實現(xiàn)功能

• 實現(xiàn)周圍環(huán)境光照強度實時檢測；
• 通過界面實現(xiàn)手動控制 LED 燈；
• 通過界面選擇智能控制，在代碼中設置閾值，根據(jù)光照強度閾值進行開燈和關燈操作；
• 通過 wifi 連接 UI 界面連接 WiFi，在程序中填寫 MQTT 相關信息后在連接 WiFi 成功后自動連接mqtt和微信小程序進行通信；

02 項目整體思路

主程序中，主要負責初始化控制器，然后處理觸摸事件(例如，開/關燈、模式切換等)，以及解析微信小程序下發(fā)的控制指令，并進行硬件控制。

傳感器的數(shù)據(jù)采集，使用定時器，定時采集數(shù)據(jù)，并更新到 UI 界面，智能控制模式下的數(shù)據(jù)判斷和硬件控制，也在定時器中進行。

ESP8266 模塊與 STM32 之間的通信是通過串口，所以，利用串口的接收中斷來接收數(shù)據(jù)，空閑中斷來判斷是否完成一幀數(shù)據(jù)的接收，以便進行數(shù)據(jù)解析。

03 項目基本框架

04 項目硬件平臺

• FS-STM32U575開發(fā)板底板

FS-STM32U575底板，支持5V電源適配器與TypeC供電。提供RTC時鐘電源，提供三軸加速度與角速度傳感器，用于姿態(tài)感知。板載ESP-12F無線模組，用于物聯(lián)網(wǎng)云平臺項目開發(fā)。提供1路五向按鍵，采用中斷與A/D模式采樣。提供1路有源蜂鳴器，1路2*17擴展接口，用于資源擴展板的接入。核心板接口通過間距2.54mm的插針引出全部端口，方便用戶外接其它設備。

• STM32U5核心板

STM32U5核心板采用STM32U575RIT6微控制器，基于32位的Cortex-M33 內(nèi)核，運行頻率可達160MHz，內(nèi)部ROM容量2MB，RAM容量786KB。核心板采用最小系統(tǒng)設計，板載 16MB 的Flash存儲器，用于存儲大容量數(shù)據(jù)，例如圖片(分辨率 240*320 的16位彩色圖片大小240*320*16=150KB)。供電端口采用 USBTypeC接口，板載USB轉UART芯片，用于ISP功能或串口調(diào)試。核心板提供復位、BOOT與用戶按鍵，提供2.8寸電容觸摸屏接口。核心板提供電源指示燈與運行指示燈（用戶編程控制）。

• 資源擴展板

資源擴展板提供溫濕度傳感器、環(huán)境光感知、心率/脈搏測量、電壓/電流采集、人體紅外、光電開關、火焰感知、數(shù)碼管、風扇、蜂鳴器、震動馬達、按鍵、LED指示燈、485總線電平轉換、CAN總線電平轉換等外設，主要用于項目案例的應用開發(fā)。

• 顯示觸摸屏

我們都知道，現(xiàn)在的許多電子產(chǎn)品，追求智能化、便攜性與使用感，各大企業(yè)也在紛紛制造出更符合用戶使用需求的產(chǎn)品來。像手表，已經(jīng)不再像以往那樣依靠指針轉動，而是更加智能化，甚至能夠使用手表接聽電話、查看信息。這種智能化程度比較高的產(chǎn)品，需要使用到智能穿戴顯示屏，只有使用顯示屏才能做到這些基本操作。

智能穿戴的產(chǎn)品會受歡迎，是因為佩戴在身上不容易丟失，需要使用的時候也比較方便，這種穿戴產(chǎn)品甚至要比手機更方便。只是這也就需要考驗到智能穿戴顯示屏的體積問題，體積小才容易便攜，體積大則不適用在穿戴產(chǎn)品中，畢竟各類穿戴產(chǎn)品更喜歡小巧容易戴在身上。

智能顯示屏會廣泛應用在各種產(chǎn)品，主要還因為它的使用范圍比較廣，很多產(chǎn)品都能夠使用這種顯示屏，其效果還不錯，因而會首先想要購買這種顯示屏作為使用。雖然體積小，但是并不會影響到使用效果，這也是大多數(shù)企業(yè)選擇這種產(chǎn)品的原因之一，不用再辛苦尋找其他顯示屏作為替代品。

我們使用的是如下圖所示的，顯示觸摸屏（電容屏），在生活中看到智能手表，多半以圓形的智能手表為主，也有方型的手表，我們此次使用的是一種方型的顯示屏用來模擬圓形的一個手表項目。根據(jù)我們前面對STM32U5核心板的了解，我們顯示觸控屏使用SPI接口驅(qū)動我們的屏幕。

• 仿真器

推薦采用的仿真器：FS-DAP-Link或者ST-LINKV3.0，用于程序燒寫和仿真調(diào)試。

05 項目文檔及源碼領取方式

完整版《智能燈光控制系統(tǒng)》項目可見具體項目文檔。

06 華清遠見STM32多核心開發(fā)板

多核心支持

華清遠見STM32多核心開發(fā)板采用底板+核心板的分離設計，底板統(tǒng)一，支持STM32G0/F1/F4/U5多核心板，可以通過插拔不同核心板，去實戰(zhàn)不同型號STM32開發(fā)，因為底板通用，所以如果想學習多個型號STM32，也不需要重新買整套開發(fā)板，只需要買對應的核心板即可。

配套資源豐富

STM32多核心開發(fā)板配套了豐富的入門及項目進階學習資料，所有課程均手把手教學，易于上手。資料包括開發(fā)教程、PPT課件、視頻課程、工具軟件、開發(fā)源碼、器件手冊、硬件圖紙等。

區(qū)別于單純理論實驗教學，華清遠見STM32通過基礎知識手把手教學，加上豐富項目案例練手，幫助初學者快速上手，非常適合“入門+項目進階”。同時配套綜合項目實戰(zhàn)，讓學生及時將所學知識應用于實踐當中，既學到了技術，又積累了項目開發(fā)經(jīng)驗，非常適合 STM32入門學習、項目練手學生畢設、創(chuàng)新競賽、高校教學等場合，而且對于個人求職，豐富簡歷項目經(jīng)驗，也是極有幫助的。