基于STM32的继电器模块实验

实验内容

搭建实验硬件环境；
理解继电器工作原理；
通过程序编写开启、关闭继电器。

实验目的

熟悉继电器模块实验套件的使用；
了解继电器的相关知识；
了解继电器的运用场景。

实验环境

实验所需硬件

序号	名称	数量	备注
1	电脑	1台	系统Windows7及以上
2	STM32底座模块	2个	·
3	继电器模块	1个	·
4	ST-Link下载器	1个	·
5	ST-Link下载器连接线	1根	·
6	继电器模块实验代码	1份	·

实验所需软件

MDK5 安装步骤
ST-LINK 驱动安装步骤
Git 软件下载(可选)

ST-Link下载器 & ST-Link下载器连接线

STLink下载器

STM32底座：HIVE PRO STM32是一种基于STM32F103C8T6芯片的蜂巢底座。

STM32底座

继电器模块

实验要求

掌握继电器的工作原理；
熟悉继电器的常开触点（NO），常闭触点（NC），公共端（COM）。

实验原理

继电器的工作原理

如下图，当开关S闭合时，线圈结构A有电流通过产生电磁场，把衔铁B吸下来使D和E接触，工作电路闭合。工作电路正常工作。

当开关S断开时，线圈结构A内无电流通过失去磁性，衔铁B松开，弹簧把衔铁拉起来，D和E断开，切断工作电路。

总的说，继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。继电器的工作原理，使得继电器非常适合于用低电压控制高电压、小电流控制大电流的场景。

继电器工作原理

常开触点（NO）、常闭触点（NC）、公共端（COM）

下图是一个开关，此时控制电路未动作，我们把这时的触点A称为公共端（COM）。触点B称为常闭（NC）触点，触点C称为常开（NO）触。

NO英文全称Normal open，NC英文全称Normal close。

继电器模块基本电路

通过对电路的分析，当PB14输出高电平时，RL2继电器工作，此时，LED3亮起，当PB13输出高电平时，RL1继电器，此时，LED2亮起。

实验步骤

① 将继电器模块安装在STM32底座上，ST_LINK连接电脑与STM32底座，如下图所示：

安装模块

② 访问github,进入github界面后点击Code，Clone HTTPS安全链接，如下图所示：

操作步骤

③ 打开电脑终端，进入工作目录workspace (workspace 为工程文件夹所在目录)：

$ cd workspace

④ 运行clone命令：

$ git clone https://github.com/aiotcom/eps.git  

下载目录至指定文件夹下。
如果提示“command not found”表示电脑没有安装Git，请至Git官网下载。
如果电脑没有安装 Git 软件，也可以进入Github，点击 Code -> DownLoad ZIP 下载所有工程代码。如下图所示：
下载代码
如果电脑没有公网，可以进：D盘\实验教程与代码选择相应的代码。

⑤ 打开MDK5工程软件，点击工具栏： ` Project -> Open Project，选择工程文件：基于STM32的模块实验\13.继电器模块\继电器模块程序\USER\Relay.uvprojx` 并打开。

打开工程选择工程

⑥ 点击 Rebuild 重新编译。如下图：

重新编译工程

⑦ 编译成功，如下图：

编译成功

⑧ 点击 Download 按钮下载程序，如下图所示：

下载程序下载成功

⑨ 下载完成后，将USB线进行重连操作（即：将STLink的USB线从底座上取下，再重新接上）。

⑩ 观察实验：可以听到继电器1和继电器2交替开关并伴随嗒嗒声。

代码讲解

① 程序目录结构，如下图。CORE文件夹为STM32内核代码，HALLIB文件文件夹为底层HAL库文件。我们主要关心，main.c及HARDWARE中的代码。

程序目录结构

② main.c继电器控制IO进行初始化。每2秒分别依次控制继电器1、继电器2的开关。

    int main(void)
    {
        HAL_Init();//初始化HAL库  
        Relay_Init();//初始化继电器

        while(1)
        {
            RELAY1_OPEN();//打开继电器1
            delay_ms(2000);
                
            RELAY1_CLOSE();//关闭继电器1
            delay_ms(2000);

            RELAY2_OPEN();//打开继电器2 
            delay_ms(2000);
                
            RELAY2_CLOSE();//关闭继电器2
            delay_ms(2000);
        }
    }

常见问题

弹出警告窗口，不能下载程序。
- 请确认STLink驱动、STM32F103C8的DFP包是否安装。
- STLink仿真器是否正常接入。
下载代码后程序没观察到实验现象。
- 请重新上电，或者按下底座上的复位按键。
- 模块没有安装稳妥。

实验思考

控制继电器1打开时底座灯亮红色。
编写一个函数，可根据参数选择打开那个继电器及打开时。例如： void RelayControl(uint8_t relayindex,uint16_t time)。