和12岁小同志搞创客开发：如何驱动各类型传感器？
目錄
1、數字量輸出類型傳感器
2、數字量輸入類型傳感器
3、模擬量電壓類型傳感器
4、模擬量電流類型傳感器
5、協議類型傳感器
?機緣巧合在網上認識一位12歲小同志，從零開始系統輔導其創客開發思維和技巧。
項目專欄：https://blog.csdn.net/m0_38106923/category_11097422.html??
傳感器檢測現實物體的狀態并轉換輸出為電信號，這個電信號可以是：電壓、電流、脈沖等多樣形式。
根據這些輸出類型可以將傳感器進行分類，主要包括：數字量輸出類型傳感器、數字量輸入類型傳感器、模擬量電壓類型傳感器、模擬量電流類型傳感器和協議類型傳感器。
注：本文側重應用，較為復雜的驅動原理將會在之后的項目中講解。
1、數字量輸出類型傳感器
數字量輸出類型傳感器輸出高、低電平信號表示檢測狀態。例如，人體傳感器當有人經過時，數據端口會輸出高電平，無人時輸出低電平。
驅動數字量輸出類型傳感器，需要將控制器端口配置為數字輸入模式，檢測傳感器輸出電壓的變化，驅動按鍵元器件也是這樣的原理。
2、數字量輸入類型傳感器
數字量輸入類型傳感器需要控制器輸出高、低電平實現開關控制。例如：LED燈，控制器輸出3.3V~5V高電平則LED熄滅，控制器輸出低電平則LED點亮。
驅動數字量輸入類型傳感器，需要將控制器端口配置為數字輸出模式，輸出滿足驅動能力的高、低電平，即可實現驅動。
3、模擬量電壓類型傳感器
模擬量電壓類型傳感器會隨著被檢測物體狀態變化，輸出規定范圍內的模擬電壓。例如：電容式土壤濕度傳感器，隨著土壤濕度的變化，會輸出0~3V的電壓，將土壤濕度傳感器插入干燥的沙土，輸出約為3V電壓，插入濕潤的沙土輸出約為1.5V左右電壓，插入非常潮濕輸出約為0V電壓。
驅動模擬量電壓類型傳感器，需要將控制器端口配置為ADC模式，采集傳感器輸出的模擬電壓數據。
4、模擬量電流類型傳感器
模擬量電流類型傳感器會隨著被檢測物體狀態變化，輸出規定范圍內的模擬電流。例如：4~20mA電流型溫度傳感器，假設該溫度傳感器檢測溫度范圍為：-200~500℃，則當溫度為-200℃時，傳感器輸出電流約為0mA，溫度為500℃時，傳感器輸出電流約為20mA。
需要注意，絕大多數控制器是無法直接輸入電流信號的，需要將模擬電流信號轉換為合適范圍的模擬電壓信號，將控制器端口配置為ADC模式，采集傳感器輸出的模擬電壓數據。
5、協議類型傳感器
以上四種類型傳感器可直接采集輸出的電信號，開發者需要再進行轉換方可得到感知結果。
協議類型傳感器在采集數據后，將電信號直接轉換為數據結果，存入寄存器中，開發者無需自己再編程轉換，只需要讀取通信總線，按照相關協議訪問寄存器即可讀取結果。
常用的協議類型傳感器主要包括：UART通信總線、I2C通信總線、SPI通信總線這三種。
協議類型傳感器深究較為復雜，考慮到創客基礎較為薄弱，建議先應用實踐，熟練使用后再深究原理。
5.1、UART通信總線
通用異步收發器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)， 通常稱作UART。UART是一種通用串行數據總線，用于異步通信，該總線雙向通信，可以實現全雙工的發送和接收。
UART通信需要連接三個接口，如下所示：
- TXD：數據發送端口；
- RXD：數據接收端口；
- GND：電源地。
連線時需要將控制器TXD、RXD和傳感器TXD、RXD交叉連接，連線效果如下所示：
例如：?HuskyLens?AI視覺傳感器，基于UART通信，連線效果如下所示：
連線成功后即可使用控制器驅動HuskyLens?AI視覺傳感器。
5.2、I2C通信總線
I2C總線（Inter－Integrated Circuit）是一種簡單、雙向二線制同步串行總線，只需要兩根線即可實現數據通信，如下所示：
- SDA：串行數據線，實現數據通信；
- SCL：串行時鐘線，實現時序同步。
連線時需要將控制器SDA、SCL和傳感器SDA、SCL對應連接，連線效果如下所示：
例如，驅動BH1750環境光傳感器，需要將控制器SDA、SCL和環境光傳感器SDA、SCL對應連接。
連線成功后即可使用控制器驅動環境光傳感器。
5.3、SPI通信總線
SPI是串行外設接口（Serial Peripheral Interface）的縮寫。是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。它以主從方式工作，這種模式通常有一個主設備和一個或多個從設備，需要至少4根線，事實上3根也可以（單向傳輸時），如下所示：
- SDI/MISO：主設備數據輸入，從設備數據輸出；
- SDO/MOSI：主設備數據輸出，從設備數據輸入；
- SCLK：時鐘信號，由主設備產生；
- CS/SS：片選，從設備使能信號，由主設備控制。
連線時需要將控制器SDI/MISO、SDO/MOSI、SCLK和傳感器SDI/MISO、SDO/MOSI、SCLK對應連接，主設備CS/SS和從設備CS/SS分別對應連接，連線效果如下所示：
例如，驅動ADXL345三軸加速度傳感器，將控制器SDI/MISO、SDO/MOSI、SCLK、CS/SS和三軸加速度傳感器SDI/MISO、SDO/MOSI、SCLK、CS/SS對應連接
連線成功后即可使用控制器驅動三軸加速度傳感器。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的和12岁小同志搞创客开发：如何驱动各类型传感器？的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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