【STM32】电动车报警系统

逆小舟2025-11-02 12:23

1. 功能需求

按下按键A，常响2秒，打开报警功能，此时当电动车（振动传感器）晃动时，蜂鸣器叫，若想关闭蜂鸣器，按下按键B，则关闭报警功能，蜂鸣器停止叫声。

电动车报警系统

2. 硬件准备

2.1 硬件介绍

433M无线收发模块、蜂鸣器、振动传感器、STM32开发板、绝缘线、STLINK、typeC

2.1.1 433M无线收发模块

无线收发模块 433MHz （或称 RF433 射频小模块）采用高频射频技术，并结合了全数字技术和 AVR 单片机，成为一种微型收发器。

遥控器上有四个按键，分别对应 433M 模块的四个数据位输出脚 D0 、 D1 、 D2 、 D3 。按下按
键发射信号，对应的引脚就会输出高电平。
那么， 433M 模块一般按照工作模式分类，有三种工作模式：

  1. M 点动：瞬态输出，相当于自复位开关的状态收到信息输出高电平，无信号时为低电平。
  2. T 锁存：上电时为低，收到信号输出高电平并锁定高，再次收到信号输出低并锁定低。
  3. L 自锁：上电时为低，收到信号输出高电平并锁定高，同时将其他输出置低。

比如我的模块是 M4 点动，「 4 」表示有 4 个按键，按一下按键 A ， D0 将输出一个高电平。

2.1.2 振动传感器

我用的是SW-18010P

接好 VCC 和 GND ，电源指示灯将被点亮。
当检测到震动时，板载指示灯点亮；震动停止，板载指示灯熄灭。
用螺丝刀转动「灵敏度调节电位器」可以调节灵敏度。大家可以将电位器旋到最左或最右，然后测试往哪边旋可以提高灵敏度。
SW-18015P 在无震动或者震动强度达不到设定阈值时， DO 口输出高电平；当外界震动强度超过设定阈值时，模块 D0 输出低电平。

2.1.3 蜂鸣器


如何让蜂鸣器鸣响？将 I/O 引脚拉低即可。
模块工作电压： 3.3V

2.2 引脚连接

|------------|-----|------|
| 433M无线收发模块 | GND | GND |
| | 5V | 5V |
| | D0 | PB4 |
| | D1 | PA11 |

|-------|-----|-----|
| 振动传感器 | VCC | 3V3 |
| | GND | GND |
| | DO | PA4 |
| | AO | 不接 |

|-----|-----|-----|
| 蜂鸣器 | GND | GND |
| | IO | PB7 |
| | VCC | 3V3 |

3. 分步实现功能

先分别实现振动点灯功能、无线收发信号、蜂鸣器功能，再集成

3.1 振动点灯功能

3.1.1 准备好写过的led.c文件

cpp 复制代码 
#include "led.h"
#include "sys.h"

//初始化GPIO函数
void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;          // 两个LED对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽输出
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);
    //关闭LED
    led1_off();
    led2_off();
}

//点亮LED1的函数
void led1_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED1引脚，点亮LED1
}

//熄灭LED1的函数
void led1_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED1引脚，熄灭LED1
}

//翻转LED1状态的函数
void led1_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
}

//点亮LED2的函数
void led2_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED2引脚，点亮LED2
}

//熄灭LED2的函数
void led2_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED2引脚，熄灭LED2
}

//翻转LED2状态的函数
void led2_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
}

3.1.2 写exti.c文件

第一步：进行初始化，写初始化函数

写任何实验都必要的步骤

  1. 打开时钟
  2. 调用GPIO初始化函数
cpp 复制代码 
void exti_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOA时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_4;                       // 震动传感器对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            // 下降沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);
    
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 2, 0);                 // 设置EXTI0中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);                         // 使能中断
}

这里用到了中断，下次再详细讲中断，这次先简单了解一下~

①HAL_NVIC_SetPriority和HAL_NVIC_EnableIRQ都是中断配置函数

HAL_NVIC_SetPriority是中断优先级配置，HAL_NVIC_EnableIRQ是中断使能配置

设置中断分组 → 设置中断优先级 → 使能中断
②配置EXTI，其实就是按着顺序写实现中断功能

第二步：此时就剩中断服务函数EXTI4_IRQHandler没写了，为实现所需功能，一般会用到回调函数HAL_GPIO_EXTI_Callback，后面根据需要功能再写回调函数

cpp 复制代码 
void EXTI4_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
   
}

第三步：设立标志位，这一步需要和main.c配合看才能理解

实际上是检测到振动和没有振动的区别：检测到振动，标志位为1，无振动，标志位为0

在main.c中实现主功能，如果检测到振动，即vibrate_flag_get() == 1，那么就点亮LED1两秒然后熄灭，此时要把标志位置为0，vibrate_flag_set(0)，否则标志位一直为1就没有区分的效果了

cpp 复制代码 
uint8_t vibrate_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = vibrate_flag;
    vibrate_flag = FALSE;
    return temp;
    
}

void vibrate_flag_set(uint8_t value)
{
    vibrate_flag = value;
}

第四步：设立标志位后，怎么和振动传感器联系起来------回调函数

当振动传感器感受到振动时，PA4收到低电平，见"2.1.2 振动传感器"

用HAL_GPIO_ReadPin读PA4，如果是低电平0（GPIO_PIN_RESET），则标志位为1

cpp 复制代码 
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //delay_ms(20);
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)
            //led1_toggle();
            vibrate_flag = TRUE;
    }
}

3.1.3 写main.c

cpp 复制代码 
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "exti.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    exti_init();                        /* 初始化EXTI */

    while(1)
    { 
        //如果检测到震动
        if(vibrate_flag_get() == TRUE)
        {
            //那么就点亮LED1两秒，然后熄灭
            led1_on();
            delay_ms(2000);
            led1_off();
            vibrate_flag_set(FALSE);
        }
    }
}

别忘了补充.h文件的函数声明

3.2 无线收发信号功能

如果检测到A键按下，就翻转LED1状态；如果检测到B键按下，就翻转LED2状态

3.2.1 main.c

很容易理解，就是平常的初始化HAL库和一些函数、设置时钟，然后翻转灯的功能实现

可以扩展到电动车报警系统，翻转的把灯改为蜂鸣器就好了！

cpp 复制代码 
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "exti.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    exti_init();                        /* 初始化EXTI */

    while(1)
    { 
        if(buttonA_flag_get() == TRUE)  //如果检测到A键按下
            led1_toggle();              //则翻转LED1状态
        
        if(buttonB_flag_get() ==  TRUE) //如果检测到B键按下
            led2_toggle();              //则翻转LED2状态
    }
}

3.2.2 exti.c

两个按键，在3.1.2的exti.c文件中只设置了一个中断，现在copy过来后，再加一个中断就好了

标志位也只设了一个，我们现在再加一个

等于都要3.1.2的双份的

cpp 复制代码 
#include "exti.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"

uint8_t buttonA_flag = FALSE;                               // 按键A按下的标志位
uint8_t buttonB_flag = FALSE;                               // 按键B按下的标志位

void exti_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOA时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    //按键B中断配置
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_12;                      // 按键B对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;             // 上升沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                   // 下拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 2, 0);             // 设置EXTI15_10中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);                     // 使能中断

    //按键A中断配置
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_5;                       // 按键A对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;             // 上升沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                   // 下拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 2, 0);               // 设置EXTI9_5中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);                       // 使能中断
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);
}

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_5);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //delay_ms(20);
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_12)                                    //检测到B键按下
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_12) == GPIO_PIN_SET)
            //led2_toggle();
            buttonB_flag = TRUE;
    }
    else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)                                //检测到A键按下
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_SET)
            //led1_toggle();
            buttonA_flag = TRUE;
    }
}

uint8_t buttonA_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = buttonA_flag;
    buttonA_flag = FALSE;
    return temp;
}

void buttonA_flag_set(uint8_t value)
{
    buttonA_flag = value;
}

uint8_t buttonB_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = buttonB_flag;
    buttonB_flag = FALSE;
    return temp;
}

void buttonB_flag_set(uint8_t value)
{
    buttonB_flag = value;
}

led.c不变，补充.h文件就可尝试运行了

3.3 蜂鸣器功能

这个是最简单的，上面的会了，这个一看就懂了

beep.c

cpp 复制代码 
#include "beep.h"
#include "sys.h"

void beep_init(void)
{
	GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	
	gpio_initstruct.Pin=GPIO_PIN_8 ;
	gpio_initstruct.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
	gpio_initstruct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
	gpio_initstruct.Pull=GPIO_PULLUP;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB,&gpio_initstruct);
	
	void beep_off(void);

	
}

void beep_on(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB , GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);

}
void beep_off(void)
{
	HAL_GPIO_WritePin(GPIOB , GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);

}

main.c

cpp 复制代码 
#include "sys.h"
#include "uart1.h"
#include "delay.h"
#include "beep.h"

int main()
{
	HAL_Init();
	stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);
	beep_init();
	beep_off();

//while(1)
//{
//	beep_on();
//	delay_ms(500);
//	beep_off();
//	delay_ms(500);
//}

}

4. 整体功能实现

4.1 思路

4.2 代码

led.c

cpp 复制代码 
#include "led.h"
#include "sys.h"

//初始化GPIO函数
void led_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9;          // 两个LED对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽输出
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);
    //关闭LED
    led1_off();
    led2_off();
}

//点亮LED1的函数
void led1_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED1引脚，点亮LED1
}

//熄灭LED1的函数
void led1_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_8, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED1引脚，熄灭LED1
}

//翻转LED1状态的函数
void led1_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_8);
}

//点亮LED2的函数
void led2_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED2引脚，点亮LED2
}

//熄灭LED2的函数
void led2_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED2引脚，熄灭LED2
}

//翻转LED2状态的函数
void led2_toggle(void)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_9);
}

exti.c

cpp 复制代码 
#include "exti.h"
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"

uint8_t buttonA_flag = FALSE;                               // 按键A按下的标志位
uint8_t buttonB_flag = FALSE;                               // 按键B按下的标志位
uint8_t vibrate_flag = FALSE;                               // 检测到震动标志位

void exti_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOA时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    //按键B中断配置
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_12;                      // 按键B对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;             // 上升沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                   // 下拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 2, 0);             // 设置EXTI15_10中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);                     // 使能中断

    //按键A中断配置
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_5;                       // 按键A对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;             // 上升沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;                   // 下拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);

    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI9_5_IRQn, 2, 0);               // 设置EXTI9_5中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI9_5_IRQn);                       // 使能中断
    
    //震动传感器中断配置
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_4;                       // 震动传感器对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            // 下降沿触发
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &gpio_initstruct);
    
    HAL_NVIC_SetPriority(EXTI4_IRQn, 2, 0);                 // 设置EXTI0中断线的优先级
    HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI4_IRQn);                         // 使能中断
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_12);
}

void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_5);
}

void EXTI4_IRQHandler(void)
{
    HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_4);
}

void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
    //delay_ms(20);
    if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_12)                                    //检测到B键按下
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_12) == GPIO_PIN_SET)
            //led2_toggle();
            buttonB_flag = TRUE;
    }
    else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_5)                                //检测到A键按下
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_5) == GPIO_PIN_SET)
            //led1_toggle();
            buttonA_flag = TRUE;
    }
    else if (GPIO_Pin == GPIO_PIN_4)                                //检测到震动
    {
        if(HAL_GPIO_ReadPin(GPIOA, GPIO_PIN_4) == GPIO_PIN_RESET)
            //led1_toggle();
            vibrate_flag = TRUE;
    }
}

uint8_t buttonA_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = buttonA_flag;
    buttonA_flag = FALSE;
    return temp;
}

void buttonA_flag_set(uint8_t value)
{
    buttonA_flag = value;
}

uint8_t buttonB_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = buttonB_flag;
    buttonB_flag = FALSE;
    return temp;
}

void buttonB_flag_set(uint8_t value)
{
    buttonB_flag = value;
}

uint8_t vibrate_flag_get(void)
{
    uint8_t temp = vibrate_flag;
    vibrate_flag = FALSE;
    return temp;
    
}

void vibrate_flag_set(uint8_t value)
{
    vibrate_flag = value;
}

alarm.c

cpp 复制代码 
#include "alarm.h"
#include "sys.h"

//初始化GPIO函数
void alarm_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef gpio_initstruct;
    //打开时钟
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();                           // 使能GPIOB时钟
    
    //调用GPIO初始化函数
    gpio_initstruct.Pin = GPIO_PIN_7;                       // 继电器对应的引脚
    gpio_initstruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;             // 推挽输出
    gpio_initstruct.Pull = GPIO_PULLUP;                     // 上拉
    gpio_initstruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;           // 高速
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &gpio_initstruct);
    //关闭LED
    alarm_off();
}

//闭合继电器的函数
void alarm_on(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);   // 拉低LED1引脚，点亮LED1
}

//松开继电器的函数
void alarm_off(void)
{
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_SET);     // 拉高LED1引脚，熄灭LED1
}

//获取继电器状态的函数
uint8_t alarm_status_get(void)
{
    return (uint8_t)HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7);
}

main.c

cpp 复制代码 
#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "exti.h"
#include "alarm.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);     /* 设置时钟, 72Mhz */
    led_init();                         /* 初始化LED灯 */
    exti_init();                        /* 初始化EXTI */
    alarm_init();                       /* 初始化继电器 */
    
    uint8_t alert_mode = FALSE;         //警戒模式标志

    while(1)
    { 
        //A按键是否按下？
        if(buttonA_flag_get() == TRUE)
        {
            alarm_on();
            delay_ms(2000);
            alarm_off();
            alert_mode = TRUE;
        }
        
        //B按键是否按下？
        if(buttonB_flag_get() == TRUE)
        {
            if(alarm_status_get() == ALARM_STATUS_ON)
                alarm_off();
            else
            {
                alarm_on();
                delay_ms(1000);
                alarm_off();
            }
            alert_mode = FALSE;
        }
        
        //如果处于警戒模式
        if(alert_mode == TRUE)
        {
            if(vibrate_flag_get() == TRUE)
                alarm_on();
        }
        else
            vibrate_flag_set(FALSE);
    }
}

------------下一篇：详细学习中断------------

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