KY-003 霍尔磁力传感器 STM32F103 接线与代码

#include <Arduino.h>
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define FIRMWARE_VERSION "v1.0"

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// GPIO 配置
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// KY-003 霍尔磁力传感器（国产 3144 单极霍尔开关，无电位器，正面三针 - / + / S）
//   S  -> PA0（数字输入，内部上拉）
//   +  -> 3.3V
//   -  -> GND
// 3144 是开漏输出，内部上拉兜底保证悬空时为高。
//
// 实测极性（以实机测试为准，不凭网图）：
//   远离 / A 面靠近 -> OUT 高电平 (RAW=1) -> CLEAR
//   B 面（有效磁极）靠近 -> OUT 低电平 (RAW=0) -> MAGNET DETECTED
constexpr uint8_t HALL_OUT_PIN = PA0;
constexpr uint8_t LED_PIN = PC13;  // bluepill 板载 LED，低电平点亮

// OLED 使用 I2C1 重映射引脚：SCL=PB8 / SDA=PB9（与 01~06 系列公共标准一致）
constexpr uint8_t I2C_SCL_PIN = PB8;
constexpr uint8_t I2C_SDA_PIN = PB9;
constexpr uint8_t OLED_ADDRESS = 0x3C;
constexpr uint8_t SCREEN_WIDTH = 128;
constexpr uint8_t SCREEN_HEIGHT = 64;
constexpr int OLED_RESET = -1;

// 消抖：磁铁正好停在临界距离时会抖，要求稳定 30ms 才更新，避免 CNT 乱跳
constexpr uint32_t DEBOUNCE_MS = 30UL;

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// 当前状态
bool g_magnet = false;       // true = 有效磁极靠近（MAGNET DETECTED）
bool g_hasOled = false;      // OLED 是否初始化成功
uint32_t g_triggerCount = 0; // 触发次数（CLEAR -> DETECTED）
bool g_oledDirty = false;    // OLED 需要重绘
bool g_serialDirty = false;  // 串口需要输出（有变化）

// 去抖用：上次采到的原始电平与变化时刻
static bool g_rawState = false;
static uint32_t g_lastChangeMs = 0;

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// 读取
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// OUT 低电平 = 有效磁极靠近
static bool readHallDetected() {
  return digitalRead(HALL_OUT_PIN) == LOW;
}

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// 状态机（带消抖）
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static void updateHallState() {
  const bool raw = readHallDetected();

  // 电平抖动阶段：只记变化时刻，不更新状态
  if (raw != g_rawState) {
    g_rawState = raw;
    g_lastChangeMs = millis();
    return;
  }

  // 稳定达到 30ms 才真正更新状态
  if (millis() - g_lastChangeMs >= DEBOUNCE_MS) {
    if (g_magnet != g_rawState) {
      g_magnet = g_rawState;
      if (g_magnet) {
        g_triggerCount++;  // CLEAR -> DETECTED 计一次触发
      }
      digitalWrite(LED_PIN, g_magnet ? LOW : HIGH);  // 检测到点灯
      g_oledDirty = true;
      g_serialDirty = true;
    }
  }
}

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// OLED UI
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static const char* getStateText() {
  return g_magnet ? "MAGNET DETECTED" : "CLEAR";
}

static void drawOledUi() {
  display.clearDisplay();
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setTextWrap(false);

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 0);
  display.print(F("07 HALL " FIRMWARE_VERSION));

  display.setTextSize(2);
  if (g_magnet) {
    display.setCursor(0, 16);
    display.print(F("MAGNET"));
    display.setCursor(0, 32);
    display.print(F("DETECTED"));
  } else {
    display.setCursor(0, 24);
    display.print(F("CLEAR"));
  }

  display.setTextSize(1);
  display.setCursor(0, 52);
  display.print(F("OUT:"));
  display.print(g_magnet ? 0 : 1);
  display.print(F(" CNT:"));
  display.print(g_triggerCount);

  display.display();
}

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// 串口输出（有变化才输出）
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static void printSerialState() {
  Serial.printf("STATE: %s | OUT: %d | CNT: %lu\n",
                getStateText(),
                g_magnet ? 0 : 1,
                (unsigned long)g_triggerCount);
}

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(100);
  Serial.printf("KY-003 hall demo %s starting...\n", FIRMWARE_VERSION);

  pinMode(HALL_OUT_PIN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);

  // I2C1 重映射：PB9=SDA / PB8=SCL，必须先 setSDA/setSCL 再 begin()
  Wire.setSDA(I2C_SDA_PIN);
  Wire.setSCL(I2C_SCL_PIN);
  Wire.begin();
  Wire.setClock(100000);  // I2C 100kHz，与 01~06 系列公共标准一致

  if (display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDRESS)) {
    g_hasOled = true;
    display.clearDisplay();
    display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
    display.display();
    Serial.println(F("OLED 0x3C: found"));
  } else {
    Serial.println(F("OLED 0x3C: NOT found (continue with serial only)"));
  }

  // 以真实上电电平作为初始状态，避免上电误触发计数
  g_rawState = readHallDetected();
  g_magnet = g_rawState;
  g_lastChangeMs = millis();
  digitalWrite(LED_PIN, g_magnet ? LOW : HIGH);

  // 首帧：串口 + OLED 都显示一次当前状态
  printSerialState();
  if (g_hasOled) {
    drawOledUi();
  }
}

void loop() {
  updateHallState();

  if (g_serialDirty) {
    g_serialDirty = false;
    printSerialState();
  }

  if (g_oledDirty && g_hasOled) {
    g_oledDirty = false;
    drawOledUi();
  }
}