振动(敲击)传感器

振动无处不在，有声音就有振动，哒哒的脚步是匆匆的过客，沙沙的夜雨是暗夜的忧伤。那你知道理科工程男是如何理解振动的吗？今天我们就来讲一讲本节的主角：最简单的机械式振动传感器。

下图即为振动传感器，外形有几种，原理都相同：1个弹簧电极+1个金属电极，振动时弹簧抖动碰到紧挨的金属电极，两个电极就会瞬间接通。我们通过单片机监测两电极的通断就可以知道当前是否发生振动，振动的频率是多少。原理就这么简单，准备上手！

 

一、硬件准备

• 振动传感器1个，0.85元。
• STM32F103核心板一块，某宝7块9。供电线跟你的手机充电线一样。
• 面包板套件一套，某宝13.8元。不买套件，随手弄几根杜邦线也OK。
• 仿真器，某宝7.5元。

   

 注：除了传感器以外，剩下的和其他实验共用，无需反复购买。

STM32F103核心板3.3V接面包板3.3V，GND接面包板GND；LED为板载，接口为PC13。

STM32F103核心板与振动传感器接线如下。

传感器引脚	核心板引脚
S(信号输出)	PA15
GND	GND
VCC	3.3

二、软件准备

参见"STM32F1开发实例-开发环境搭建"。

三、实际效果

振动面包板，单片机侦测到传感器发出的信号，板载LED亮起1s后熄灭。

四、代码实现

项目工程源码如下：

https://download.csdn.net/download/wangpeng421/87548936

主程序代码如下：

//------引用头文件
#include "main.h"
#include "delay.h"
#include "timerPwm.h"
#include "led.h"
#include "ioSensor.h"

//---------------------------
//主函数
//---------------------------
int main(void) 
{  
	SysInit();									//系统初始化，如时钟等
	UserInit();  								//用户初始化，如传感器IO口等
	
	while(1)
	{			
		//-----高速代码执行区
	    ioSensorScan();						    //传感器扫描引脚信号
		if(ioSensor1.Status==_ON)				//如果传感器被触发		
		{
			__LED1_On(); 						//点亮led1
			led1.Status=_ON;                    //将led1状态设置为ON
		}
		//-----中速代码执行区.单位时间100us。
		if(SpeedCon_Num >= 10)//1ms进入1次
		{
			SpeedCon_Num=0;
			if(led1.Status==_ON)            //如果led1状态为ON
			{
				led1.onTime++;              //led1点亮计时
				if(led1.onTime>1000)		//1s后熄灭LED
				{
					led1.onTime=0;          //计时清零
					__LED1_Off(); 			//熄灭led1	
				  led1.Status=_Off;			//将led1状态设置为OFF
				}
			}
			else                            //led1没有亮起，则计时始终清零
				led1.onTime=0;
		}
	}
}

传感器驱动头文件：ioSensor.h

注：此类传感器均为简单的高低电平检测，所以编入IO触发类，通用ioSensor驱动。

//===============================================
//驱动名称：IO类传感器驱动
//公司名称: 
//代码编写: 苏墨 2020-05-12
//API 说明：1.头文件定义IO -> 初始化"io_SensorInit()" -> 调用"ioScan()"。
//			2.通过查询"ioSensor.Status"即可获取按键状态。按键状态值如下。
//			#define _OFF                 0x00          //释放
//			#define _ON                  0x01          //触发
//			#define _LongON              0x02          //长时间触发
//其他说明：
//===============================================
#ifndef __ioSensor_H__
#define __ioSensor_H__
#include "sys.h"	 

//-----IO定义
#define ioSensor1_PIN        GPIO_PIN_15					//传感器1
#define ioSensor1_Port       GPIOA
#define ioSensor2_PIN        GPIO_PIN_10					//传感器2
#define ioSensor2_Port       GPIOC
#define ioSensor3_PIN        GPIO_PIN_4						//传感器3
#define ioSensor3_Port       GPIOC
//------IO宏
#define __Enable_ioSensor_Port()				do{__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();}while(0U)

//-----结构体
struct ioSensor{ 
	u8 onTime;					//触发计时.ON
	u8 offTime;					//释放计时.OFF
	u8 Status;					//状态
	u16 longOnTime;				//长触发计时.LongON
};

//-----常量
#define _OFF                     0x00          //释放
#define _ON                 	 0x01          //触发
#define _LongON            	 	 0x02          //长按


//-----变量
extern struct ioSensor ioSensor1;
extern struct ioSensor ioSensor2;
extern struct ioSensor ioSensor3;

//-----函数
void ioSensorInit();              //初始化
void ioSensorScan();              //扫描
#endif

传感器驱动代码：ioSensor.c

#include "ioSensor.h"

//-----常量


//-----变量
struct ioSensor ioSensor1;
struct ioSensor ioSensor2;
struct ioSensor ioSensor3;

//-----函数声明
void ioSensorInit();              //初始化
void ioSensorScan();              //扫描


//---------------------------
//初始化
//输入参数：无
//输出参数：无
//其他说明：
//---------------------------
void ioSensorInit()
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;

	__Enable_ioSensor_Port();
	GPIO_Initure.Pin=ioSensor1_PIN;
	GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_INPUT;      		//输入模式
	GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;                  //上拉
	GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;        //快速            
	HAL_GPIO_Init(ioSensor1_Port,&GPIO_Initure);
}

//---------------------------
//扫描
//输入参数：无
//输出参数：无
//其他说明：结构体将指明按键状态信息。详见.h文件。
//---------------------------
#define _OnTime         0         //触发计时.
#define _LongOnTime     1000      //长按计时.
#define _OffTime	    500       //释放计时
void ioSensorScan()
{
  //-----ioSensor1
  if(HAL_GPIO_ReadPin(ioSensor1_Port,ioSensor1_PIN)==1)
  {
		ioSensor1.offTime=0;
    ioSensor1.onTime++;
    if(ioSensor1.onTime>_OnTime)
    {
      ioSensor1.onTime=_OnTime;
      ioSensor1.Status=_ON; 
    }
  }
  else
  {
		//------------
		ioSensor1.offTime++;
		if(ioSensor1.offTime>_OffTime)
		{
			ioSensor1.onTime=0;
			ioSensor1.longOnTime=0;
			ioSensor1.Status=_OFF;
		}
  }
}

led驱动头文件：led.h

//===============================================
//驱动名称：led驱动
//公司名称: 
//代码编写: 苏墨 2020-05-12
//API 说明：1.头文件定义IO -> 初始化"ledInit()"。
//		    2.通过"led.Status"查询或设置led状态。状态值如下。
//			#define _OFF                 0x00          //释放
//			#define _ON                  0x01          //触发
//			通过“__LEDx_On()、__LEDx_Off()”控制对应LED亮灭。
//其他说明：
//===============================================
#ifndef __led_H__
#define __led_H__
#include "sys.h"	 


//-----IO定义
#define LED1_Pin        				GPIO_PIN_13
#define LED1_Port       				GPIOC
#define LED2_Pin        				GPIO_PIN_14
#define LED2_Port       				GPIOC
//-----宏
#define __Enable_LED_Port()			do{__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();}while(0U)
#define __LED1_On()     	  		do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);}while(0U)
#define __LED1_Off()    				do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);}while(0U) 		
#define __LED2_On()     	  		do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_RESET);}while(0U)		
#define __LED2_Off()    				do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);}while(0U) 

//-----结构体
struct led{ 
	u16 onTime;					//触发计时.ON
	u16 OffTime;				//释放计时.OFF
	u8 Status;					//状态
};

//-----常量



//-----变量
extern struct led led1;	


//-----函数
void ledInit();

#endif

led驱动代码：led.c

#ifndef __led_H__
#define __led_H__
#include "sys.h"	 


//-----IO定义
#define LED1_Pin        				GPIO_PIN_13
#define LED1_Port       				GPIOC
#define LED2_Pin        				GPIO_PIN_14
#define LED2_Port       				GPIOC
//-----宏
#define __Enable_LED_Port()			do{__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();}while(0U)
#define __LED1_On()     	  		do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_RESET);}while(0U)
#define __LED1_Off()    				do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED1_Pin,GPIO_PIN_SET);}while(0U) 		
#define __LED2_On()     	  		do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_RESET);}while(0U)		
#define __LED2_Off()    				do{HAL_GPIO_WritePin(LED1_Port,LED2_Pin,GPIO_PIN_SET);}while(0U) 

//-----结构体
struct led{ 
	u16 onTime;					//触发计时.ON
	u16 OffTime;				//释放计时.OFF
	u8 Status;					//状态
};

//-----常量



//-----变量
extern struct led led1;	


//-----函数
void ledInit();

#endif