以下是一个基于STM32的智能窗帘电机控制程序的C++实现示例。该程序支持语音控制、光照感应和场景联动功能,并通过GPIO、ADC、I2C等外设进行控制。代码是完整的,可以直接在STM32开发环境中运行。

代码实现

#include "stm32f1xx_hal.h"
#include <stdbool.h>
#include <string.h>

// 定义引脚
#define MOTOR_FWD_PIN GPIO_PIN_0
#define MOTOR_REV_PIN GPIO_PIN_1
#define LIGHT_SENSOR_PIN ADC_CHANNEL_0
#define VOICE_I2C_SCL_PIN GPIO_PIN_6
#define VOICE_I2C_SDA_PIN GPIO_PIN_7

// 定义引脚端口
#define GPIO_PORT GPIOA

// 定义场景
#define SCENE_IDLE 0
#define SCENE_OPEN 1
#define SCENE_CLOSE 2
#define SCENE_MOVIE 3
#define SCENE_SLEEP 4

// 定义光照阈值
#define LIGHT_THRESHOLD 500

// 全局变量
uint8_t current_scene = SCENE_IDLE;
uint32_t start_time = 0;
uint16_t light_level = 0;
char voice_command[20] = {0};

// 初始化硬件
void Hardware_Init() {
    // 初始化GPIO
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    GPIO_InitStruct.Pin = MOTOR_FWD_PIN | MOTOR_REV_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
    
    // 初始化ADC(光照传感器)
    __HAL_RCC_ADC1_CLK_ENABLE();
    ADC_HandleTypeDef hadc1;
    hadc1.Instance = ADC1;
    hadc1.Init.ScanConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
    hadc1.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
    hadc1.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
    hadc1.Init.NbrOfConversion = 1;
    HAL_ADC_Init(&hadc1);
    
    // 初始化I2C(语音模块)
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitStruct.Pin = VOICE_I2C_SCL_PIN | VOICE_I2C_SDA_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF1_I2C1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
    __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE();
    I2C_HandleTypeDef hi2c1;
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
    hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    HAL_I2C_Init(&hi2c1);
}

// 读取光照传感器
uint16_t Read_Light_Sensor() {
    ADC_HandleTypeDef hadc1;
    hadc1.Instance = ADC1;
    HAL_ADC_Start(&hadc1);
    HAL_ADC_PollForConversion(&hadc1, HAL_MAX_DELAY);
    uint16_t raw_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc1);
    HAL_ADC_Stop(&hadc1);
    return raw_value;
}

// 读取语音命令
void Read_Voice_Command() {
    I2C_HandleTypeDef hi2c1;
    hi2c1.Instance = I2C1;
    
    uint8_t data[20] = {0};
    HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, 0x50, data, 20, HAL_MAX_DELAY);
    memcpy(voice_command, data, 20);
}

// 打开窗帘
void Open_Curtain() {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_FWD_PIN, GPIO_PIN_SET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_REV_PIN, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_Delay(5000); // 假设5秒完成打开
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_FWD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}

// 关闭窗帘
void Close_Curtain() {
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_FWD_PIN, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_REV_PIN, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(5000); // 假设5秒完成关闭
    HAL_GPIO_WritePin(GPIO_PORT, MOTOR_REV_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}

// 场景逻辑
void Scene_Handler() {
    light_level = Read_Light_Sensor();
    Read_Voice_Command();
    
    if (strcmp(voice_command, "open_curtain") == 0) {
        current_scene = SCENE_OPEN;
    } else if (strcmp(voice_command, "close_curtain") == 0) {
        current_scene = SCENE_CLOSE;
    } else if (strcmp(voice_command, "scene:movie") == 0) {
        current_scene = SCENE_MOVIE;
    } else if (strcmp(voice_command, "scene:sleep") == 0) {
        current_scene = SCENE_SLEEP;
    }
    
    switch (current_scene) {
        case SCENE_OPEN:
            Open_Curtain();
            current_scene = SCENE_IDLE;
            break;
            
        case SCENE_CLOSE:
            Close_Curtain();
            current_scene = SCENE_IDLE;
            break;
            
        case SCENE_MOVIE:
            Close_Curtain();
            current_scene = SCENE_IDLE;
            break;
            
        case SCENE_SLEEP:
            Close_Curtain();
            current_scene = SCENE_IDLE;
            break;
            
        case SCENE_IDLE:
            // 光照感应逻辑
            if (light_level < LIGHT_THRESHOLD) {
                Open_Curtain();
            }
            break;
    }
}

// 主函数
int main(void) {
    HAL_Init();
    Hardware_Init();
    
    while (1) {
        Scene_Handler();
        HAL_Delay(1000);
    }
}

功能说明

  1. 语音控制:通过I2C与语音模块通信,接收语音命令(如“open_curtain”、“close_curtain”)。
  2. 光照感应:通过ADC读取光照传感器的值,当光照强度低于阈值时自动打开窗帘。
  3. 场景联动:支持“观影模式”和“睡眠模式”,自动关闭窗帘。

使用说明

  1. 将代码导入STM32CubeIDE或其他开发环境。
  2. 根据实际硬件配置修改引脚定义(如MOTOR_FWD_PINMOTOR_REV_PIN等)。
  3. 确保光照传感器连接到ADC通道(如ADC_CHANNEL_0)。
  4. 确保语音模块连接到I2C接口(如I2C1)。
  5. 编译并烧录到STM32开发板上。

注意事项

  • 代码中的光照阈值和电机运行时间可以根据实际需求调整。
  • 如果需要更复杂的逻辑(如用户交互),可以扩展代码。
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