STM32+FreeRTOS模拟手机PWM调光、屏幕解锁、定时休眠小项目

本人初学freertos，手里只有一块STM32MP157裸板，屏幕都没有，显示都是通过串口模拟的，自己想了一个实验项目，可以用来熟悉freertos的基本内容。谢谢

概述：

主要程序:

实验效果

源码

概述：

//使用百问网STM32MP157(仅使用M4内核）开发板移植FreeRTOS

//利用板载AP3216C传感器收集光和距离数据

//模拟实现手机的密码解锁功能

//模拟实现手机的实时PWM调光功能

//模拟实现手机或平板的合盖息屏（保护套息屏）功能

//模拟实现手机自动休眠锁屏功能

//硬件外设使用：key1：改变密码数字

// key2：确定密码并切换密码位置

// led（yellow）：模拟手机屏幕

// led（green）：提示手机是否解锁成功

// AP3216C:收集光和距离数据

//涉及相关外设功能：FreeRTOS（队列，任务状态，软件定时器）、I2C、串口、标准IO、定时器PWM

效果：双键一起按唤醒屏幕后，可进行输入密码解锁屏幕，同时黄色LED（模拟手机屏幕）随环境光亮暗变化，若有物体贴紧传感器，则会锁屏并熄灭屏幕，若唤醒屏幕后20秒未按按键，则自动休眠锁屏。

主要程序:

app_freertos.c

defaulttask:运行解锁屏幕程序

task02:模拟手机PWM自适应调光

task03 :模拟合盖息屏程序

/*app_freertos.c*/
void StartDefaultTask(void *argument)           //任务一defaultTask中运行解锁屏幕程序
{/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask *//* Infinite loop */for(;;){vTaskSuspend(defaultTaskHandle);         //在屏幕未唤醒时挂起任务一，等待双键点亮屏幕osTimerStart(myTimer01Handle,20000);      //开启软件定时器（自动重装载），定时为20s，用于模拟手机自动锁屏mycodefunc();                              //调用密码输入屏幕解锁程序osDelay(1);}/* USER CODE END StartDefaultTask */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTask02 */
/**
* @brief Function implementing the myTask02 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask02 */
void StartTask02(void *argument)          //task02任务为模拟手机PWM自适应调光，用黄色LED模拟手机屏幕
{/* USER CODE BEGIN StartTask02 *//* Infinite loop */ for(;;){vTaskSuspend(myTask02Handle);             //在屏幕未唤醒时挂起任务二，等待双键点亮屏幕mypwmfunc();                              //调用PWM实时自适应调光程序osDelay(1);} /* USER CODE END StartTask02 */
}/* USER CODE BEGIN Header_StartTask03 */
/**
* @brief Function implementing the myTask03 thread.
* @param argument: Not used
* @retval None
*/
/* USER CODE END Header_StartTask03 */
void StartTask03(void *argument)            //task03任务为双键唤醒屏幕程序和实时模拟合盖熄灭屏幕程序(利用距离传感器)
{/* USER CODE BEGIN StartTask03 *//* Infinite loop */for(;;){if(key_1==down&&key_2==down){           //当开发板双按键同时按下，软件消抖vTaskDelay(5);if(key_1==down&&key_2==down){vTaskResume(defaultTaskHandle);     //此时恢复defaulttask和task02，屏幕正常使用，进行正常解锁和输入密码等vTaskResume(myTask02Handle);//ledon();vTaskDelay(1000);}}mypsfunc();                       //调用模拟合盖息屏程序osDelay(1);} /* USER CODE END StartTask03 */
}/* Callback01 function */
void Callback01(void *argument)           //软件定时器回调程序（利用freertos自带软件定时器功能）
{                                         //当超过20s未使用按键重置软件定时器时间，则会调用回调函数/* USER CODE BEGIN Callback01 */ledoff();                         //绿色LED熄灭，表示已上锁，解锁需要重新输入密码vTaskSuspend(myTask02Handle);     //挂起task02，实时PWM调光功能关闭pwmoff();                         //黄色LED熄灭，表示屏幕熄灭printf("************屏幕上边界************\r\n");     //串口打印此时屏幕状态，什么都没有printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \r\n");printf("************屏幕下边界************\r\n");printf("已锁屏  \r\n"); vTaskSuspend(defaultTaskHandle);        //挂起defaulttask任务，暂停按键输入任务/* USER CODE END Callback01 */
}

my_key.c

defaulttask中调用的解锁屏幕程序

uint8_t code[5]={'X','X','X','X'};                              //设定四位密码，默认显示为XXXX
uint8_t temp[11]={'0','1','2','3','4','5','6','7','8','9'};     //数字密码0-9
uint8_t rightcode[]="1234";                                     //在这里设定密码，默认为1234
extern osThreadId_t defaultTaskHandle;                          //外部声明相关句柄
extern osTimerId_t myTimer01Handle;
void mycodefunc(){printf("************屏幕上边界*********\r\n");              //屏幕亮起，提示输密码printf("请输入密码，按KEY2确定.\n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \r\n");printf("************屏幕下边界*********\r\n");vTaskDelay(500);uint8_t i=0,j=0;while(i<4){                                             if(key_1==down){                                //按key1更改数字vTaskDelay(5);if(key_1==down){xTimerReset(myTimer01Handle,100);if(j==11){code[i]=temp[0];j=0;myprint();}else{code[i]=temp[j++];myprint();}      vTaskDelay(500); }} if(key_2==down){                            //按key2确认并切换到下一位vTaskDelay(5);if(key_2==down){xTimerReset(myTimer01Handle,100);i++;j=0;//myprint();vTaskDelay(500);}}}if(i==4&&strcmp(code,rightcode)!=0)     printf("密码错误!请重新输入.\r\n"),mycodefunc(); //检测密码是否正确if(i==4){                                           //密码正确，提示已解锁，绿色LED亮代表已经解锁ledon();printf("*******************************\r\n");printf("屏幕已解锁. \r\n");}
}
void myprint(){for(uint8_t i=0;code[i]!='\0';i++)   printf("%c",code[i]);printf("\r\n");
}

my_pwm.c

实时PWM调光和合盖息屏模拟程序

void mypwmfunc(){                   //PWM调光函数，黄色LED会随外部光照情况调整自身亮暗uint16_t als,ps;while(1){AP3216_Read_ALS_Data(&als);     //读光照和距离数据AP3216_Read_PS_Data(&ps);if(myQueue01Handle!=0){           //将ps数据通过队列传给task03if(xQueueSend(myQueue01Handle,&ps,1)!=pdTRUE){xQueueReset(myQueue01Handle); }} sprintf(dec,"%x",als);uint16_t ret=hexToDec(dec);         //将十六进制als数据转换为十进制pwmon();                            __HAL_TIM_SET_COMPARE(&htim2,TIM_CHANNEL_1,ret); //通过改变PWM的CCR值改变占空比调节亮度if(key_1==down||key_2==down){       //若在运行过程中有按键被按下，重置软件定时器，代表此时正在使用屏幕，不锁屏xTimerReset(myTimer01Handle,100);}}
}
void mypsfunc(){                //模拟合盖息屏程序uint16_t ps=0;if(myQueue01Handle!=0){         //从队列读取task02发出的ps数据if(xQueueReceive(myQueue01Handle,&ps,1)==pdTRUE){if(ps>0x1000){              //当距离过近时熄灭屏幕vTaskDelay(50);if(ps>0x1000){ledoff();     //绿色LED熄灭，表示锁屏vTaskSuspend(myTask02Handle);   //调光程序挂起pwmoff();     //屏幕熄灭printf("************屏幕上边界*********\r\n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \n");printf("  \r\n");printf("************屏幕下边界*********\r\n");printf("已锁屏.  \r\n");vTaskSuspend(defaultTaskHandle);xQueueReset(myQueue01Handle);}}} }
}

my_AP3216C.c

芯片驱动部分

oid AP3216_Read_PS_Data(uint16_t *pPS)           //读距离传感器数据
{taskENTER_CRITICAL();                      //特别注意此时任务应进入临界段，否则读i2c会容易卡死uint8_t ps_l = 0, ps_h = 0;ps_l = AP3216_ReadOneByte(PS_L_ADDR);ps_h = AP3216_ReadOneByte(PS_H_ADDR);if( (ps_l&0x40)==0x40){*pPS = 0;}else    {*pPS = ((ps_h&0x1F)<<8) | (ps_l&0x0F);}taskEXIT_CRITICAL();
}void AP3216_Read_ALS_Data(uint16_t *pALS)      //读光传感器数据
{ taskENTER_CRITICAL();                     //特别注意此时任务应进入临界段，否则读i2c会卡死uint8_t als_l = 0, als_h = 0;als_l = AP3216_ReadOneByte(ALS_L_ADDR);als_h = AP3216_ReadOneByte(ALS_H_ADDR);*pALS = (als_h<<8) | (als_l);taskEXIT_CRITICAL();
}

实验效果

【基于FreeRTOS模拟手机屏幕自动调光，屏幕保护，屏幕解锁功能实验演示视频】 https://www.bilibili.com/video/BV1LW4y147fE/?share_source=copy_web&vd_source=02efc9b8955e0c6589b36882af845feb

源码

https://github.com/fredning/freertos-phone-sim