HC-SR501人体红外传感器详解（STM32）

HC - SR501人体红外传感器是一种简单易用、性能可靠的人体检测设备。通过本文的介绍，你了解了其工作原理、硬件连接和基于STM32的编程实现方法。在实际应用中，你可以根据具体需求对代码进行扩展和优化，以实现更多的功能。

duierrorshuobu

1281人浏览 · 2025-04-03 01:50:42

duierrorshuobu · 2025-04-03 01:50:42 发布

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一、引言

在现代智能控制系统中，人体检测是一项重要的功能。HC - SR501人体红外传感器凭借其成本低、灵敏度高、易于使用等特点，被广泛应用于安防监控、智能照明、自动门控制等领域。本文将详细介绍HC - SR501人体红外传感器的工作原理、硬件连接以及如何基于STM32微控制器对其进行编程控制。

二、HC - SR501人体红外传感器工作原理

2.1 基本原理

HC - SR501基于热释电效应工作。热释电材料在受到红外辐射的热变化时，会产生电极化现象，导致表面电荷的积累和释放，从而产生电信号。人体会发出特定波长（约 10μm）的红外线，当人体在传感器的检测范围内移动时，会引起传感器所在空间的红外辐射发生变化，热释电元件将这种变化转化为电信号，经过内部电路的处理和放大后，输出一个高电平信号。

2.2 模块组成与功能

HC - SR501模块主要由热释电红外传感器、菲涅尔透镜、信号处理电路和调节电位器组成。

菲涅尔透镜：其作用是将人体发出的红外线聚焦到热释电传感器上，同时将检测区域划分为多个明暗相间的区域，当人体在检测区域内移动时，会使传感器接收到的红外信号发生周期性变化，从而提高检测灵敏度。
调节电位器：模块上通常有两个调节电位器，一个用于调节感应延时时间（Delay Time），另一个用于调节感应距离（Sensitivity）。

三、硬件连接

3.1 引脚说明

HC - SR501模块有三个引脚：VCC（电源正极）、GND（电源负极）和OUT（信号输出）。

3.2 与STM32的连接

以STM32F103C8T6为例，将HC - SR501的VCC引脚连接到STM32的3.3V或5V电源引脚，GND引脚连接到STM32的地引脚，OUT引脚连接到STM32的一个GPIO输入引脚（例如PA0）。

四、软件编程（基于STM32 HAL库）

以下是基于STM32 HAL库实现对HC - SR501人体红外传感器进行检测的代码：

#include "stm32f1xx_hal.h"

// 定义HC - SR501传感器连接的GPIO引脚
#define PIR_SENSOR_PIN GPIO_PIN_0
#define PIR_SENSOR_PORT GPIOA

// 初始化GPIO
void GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

    // 配置PIR传感器引脚为输入模式
    GPIO_InitStruct.Pin = PIR_SENSOR_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    HAL_GPIO_Init(PIR_SENSOR_PORT, &GPIO_InitStruct);
}

// 主函数
int main(void)
{
    HAL_Init();
    GPIO_Init();

    while (1)
    {
        // 读取PIR传感器的输出状态
        GPIO_PinState pir_state = HAL_GPIO_ReadPin(PIR_SENSOR_PORT, PIR_SENSOR_PIN);

        if (pir_state == GPIO_PIN_SET)
        {
            // 检测到人体活动，可在此添加相应的处理代码
            // 例如点亮LED灯
            // HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_SET);
            printf("检测到人体活动！\n");
        }
        else
        {
            // 未检测到人体活动，可在此添加相应的处理代码
            // 例如熄灭LED灯
            // HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_RESET);
            printf("未检测到人体活动。\n");
        }

        // 适当延时，避免频繁读取
        HAL_Delay(100);
    }
}

五、代码解释

5.1 GPIO初始化

在GPIO_Init函数中，首先使能GPIOA的时钟，然后将PA0引脚配置为输入模式，并且不使用上拉或下拉电阻。

5.2 主函数

在main函数中，先调用HAL_Init进行HAL库的初始化，再调用GPIO_Init进行GPIO引脚的初始化。然后进入一个无限循环，在循环中不断读取HC - SR501传感器的输出状态。如果检测到高电平（即检测到人体活动），则输出相应的提示信息；如果检测到低电平（即未检测到人体活动），也输出相应的提示信息。为了避免频繁读取传感器状态，使用HAL_Delay函数进行适当的延时。