基于STM32的光强测量仪
项目介绍
这是一款基于STM32F103的高精度光强测量仪，采用TI公司的OPT3001数字光强传感器，具有高精度、低功耗的特点。通过U8g2图形库实现了美观的用户界面，支持实时显示光强值和等级指示。
项目目标
- 测量精度：< 5 Lux
- 光强分级：8级显示
- 成本控制：< 50元
- 测量范围：0.01LUX ~ 83000LUX
界面特点
- 实时显示光强数值（LUX）
- 8级光强等级指示
- LED阵列实时显示光强等级
- 进度条式启动动画
- 图形化光强等级显示
技术实现
- 采用U8g2图形库实现GUI界面
- OPT3001数字光强传感器，I2C通信
- STM32F103C8T6作为主控
- 0.96寸OLED显示屏
- 8个LED指示灯动态显示
硬件成本明细
| 器件 | 价格（￥） |
|---|---|
| 电阻电容套件 | 2.252 |
| OPT3001 | 2.1 |
| STM32F103C8T6 | 3.5 |
| 0.96寸OLED | 8.9 |
| 其他配件（晶振/LED等） | 2.248 |
软件功能
- 启动界面带进度条动画效果
- 主界面实时显示光强数值
- 8级光强等级动态显示
- LED阵列同步显示光强等级
- 图形化界面显示光强高低
电源设计
- TypeC接口与锂电池混合供电
- TP4056充电管理，500mA充电电流
- ASM1117-3.3稳压设计
代码实现
进度条显示代码
void testDrawProcess(u8g2_t *u8g2)
{
for(int i=10;i<=80;i=i+2)
{
u8g2_ClearBuffer(u8g2);
char buff[20];
sprintf(buff,"%d%%",(int)(i/80.0*100));
u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB12_tf);
u8g2_DrawStr(u8g2,16,32,"Lux meter");//字符显示
u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB08_tf);
u8g2_DrawStr(u8g2,100,49,buff);//当前进度显示
u8g2_DrawRBox(u8g2,16,40,i,10,4);//圆角填充框矩形框
u8g2_DrawRFrame(u8g2,16,40,80,10,4);//圆角矩形
if(i%10==0)
{
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_0<<(i/10-1));
}
u8g2_SendBuffer(u8g2);
}
HAL_Delay(250);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_All);
HAL_Delay(250);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_All);
HAL_Delay(250);
HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_All);
}
主界面显示代码
void MainGUI(u8g2_t *u8g2)
{
char buff[20];
u8g2_SetFont(u8g2,u8g2_font_ncenB08_tf);
u8g2_ClearBuffer(u8g2);
u8g2_DrawStr(u8g2,5, 15, "Light Intensity");
u8g2_DrawStr(u8g2,95, 15, "High");
u8g2_DrawStr(u8g2,95, 60, "Low");
u8g2_DrawRFrame(u8g2, 0, 0, 92, 23,6);
B_LUX_40_GetLux(&Lux);
u8g2_SetFont(u8g2, u8g2_font_ncenB12_tr);
// 光强等级判断
if(Lux<1000)
Level = 1;
else if(Lux < 7000)
Level = 2;
else if(Lux < 15000)
Level = 3;
else if(Lux <33000)
Level = 4;
else if(Lux <78000)
Level = 5;
else if(Lux <170000)
Level = 6;
else if(Lux <290000)
Level = 7;
else
Level = 8;
// 显示光强值和等级
sprintf(buff,"%6.0luLux",(long)Lux);
u8g2_DrawStr(u8g2,0,40,buff);
sprintf(buff,"LeveL:%d",Level);
u8g2_DrawStr(u8g2,7,60,buff);
// 光强等级指示器绘制
if(Level>=8)
{
u8g2_DrawBox(u8g2, 104, 21, 8, 5);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOA,GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|
GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7,1);
}
else
{
u8g2_DrawFrame(u8g2, 104, 21, 8, 5);
}
// ... 其他等级的指示器绘制 ...
}
关于U8g2库
U8g2是一个用于嵌入式系统的开源图形库，特别适用于OLED、LCD等显示屏。主要特点：
- 支持多种显示屏（SSD1306、SH1106等）
- 支持I2C、SPI等多种通信接口
- 提供丰富的字体库和图形绘制功能
- 支持全缓冲和页面缓冲两种模式
- 适用于Arduino、STM32等多种平台