MQ-2型煙霧傳感器屬于二氧化錫半導(dǎo)體氣敏材料,屬于表面離子式N型半導(dǎo)體。處于200~3000攝氏度時(shí),二氧化錫表面吸附空氣中的氧,形成氧的負(fù)離子吸附,使半導(dǎo)體中的電子密度減少,從而使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時(shí),如果晶粒間界處的勢(shì)壘收到煙霧的調(diào)至面變化,就會(huì)引起表面導(dǎo)電率的變化。利用這一點(diǎn)就可以獲得這種煙霧存在的信息。煙霧濃度越大導(dǎo)電率越大,輸出電阻越低,則輸出的模擬信號(hào)就越大。
01模塊來源
資料下載鏈接:
https://pan.baidu.com/s/1ETxqg03p5fEjKS7AZ2kV6w
資料提取碼:qvpm
02 規(guī)格參數(shù)
工作電壓:5V
工作電流:150MA
輸出方式: DO接口為數(shù)字量輸出 AO接口為模擬量輸出
讀取方式:ADC
管腳數(shù)量:4 Pin(2.54mm間距排針)
以上信息見廠家資料文件
03移植過程
我們的目標(biāo)是將例程移植至立創(chuàng)·CW32F030C8T6開發(fā)板上【判斷當(dāng)前環(huán)境狀況的功能】。首先要獲取資料,查看數(shù)據(jù)手冊(cè)應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)讀取數(shù)據(jù),再移植至我們的工程。
3.1查看資料
MQ-2煙霧傳感器對(duì)液化氣、天然氣、城市煤氣靈敏度較高。需要注意的是:在使用之前必須加熱一段時(shí)間,否則其輸出的電阻和電壓不準(zhǔn)確。其檢測(cè)可燃?xì)怏w與煙霧的范圍是100~10000ppm(ppm為體積濃度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)。帶有雙路信號(hào)輸出(模擬量輸出AO和數(shù)字量輸出DO)。當(dāng)氣體濃度未超過設(shè)定閾值時(shí),數(shù)字接口DO口輸出低電平,模擬接口AO電壓基本為0v左右;當(dāng)氣體影響超過設(shè)定閾值時(shí),模塊數(shù)字接口DO輸出高電平,模擬接口AO輸出的電壓會(huì)隨著氣體的影響慢慢增大。閾值由模塊上的可調(diào)電阻控制。
其對(duì)應(yīng)的原理圖,AO輸出為MQ-2傳感器直接輸出的電壓,所以為模擬量;DO為經(jīng)過LM393進(jìn)行電壓比較后,輸出高低電平,所以為數(shù)字量。
因此DO引腳可以配置為GPIO的輸入模式,AO引腳需要配置為ADC模擬輸入模式。
3.2引腳選擇
想要使用ADC,需要確定使用的引腳是否有ADC外設(shè)功能??梢酝ㄟ^手冊(cè)進(jìn)行查看。在用戶手冊(cè)439頁(yè)。
這里選擇使用PA5的附加ADC功能。
有ADC功能的引腳
接線表
3.3移植至工程
移植步驟中的導(dǎo)入.c和.h文件與第二章的第1小節(jié)【DHT11溫濕度傳感器】相同,只是將.c和.h文件更改為bsp_mq2.c與bsp_mq2.h。這里不再過多講述,移植完成后面修改相關(guān)代碼。
在文件bsp_mq2.c中,編寫如下代碼。
/*
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-06-19 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_mq2.h"
/******************************************************************
* 函 數(shù) 名 稱:Adc_Init
* 函 數(shù) 說 明:初始化ADC功能
* 函 數(shù) 形 參:無(wú)
* 函 數(shù) 返 回:無(wú)
* 作 者:LC
* 備 注:無(wú)
******************************************************************/
void Adc_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // GPIO初始化結(jié)構(gòu)體
RCC_MQ2_GPIO_ENABLE(); // 使能GPIO時(shí)鐘
RCC_MQ2_ADC_ENABLE(); // 使能ADC時(shí)鐘
GPIO_InitStruct.Pins = GPIO_MQ2_AO|GPIO_MQ2_DO; // GPIO引腳
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT_PULLUP; // 上拉輸入
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_HIGH; // 輸出速度高
GPIO_Init(PORT_MQ2, &GPIO_InitStruct); // 初始化
GPIO_ANALOG_ENABLE(); // PA05設(shè)定為模擬輸入
/* ADC配置 */
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure; // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
ADC_WdtTypeDef ADC_WdtStructure; // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
ADC_SingleChTypeDef ADC_SingleChStructure; // ADC單通道轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體
// 配置ADC初始化結(jié)構(gòu)體
ADC_InitStructure.ADC_OpMode = ADC_SingleChOneMode; //單通道單次轉(zhuǎn)換模式
ADC_InitStructure.ADC_ClkDiv = ADC_Clk_Div4; // 時(shí)鐘頻率 = PCLK / 4 = 64MHz / 4 = 16MHz
ADC_InitStructure.ADC_SampleTime = ADC_SampTime5Clk; //5個(gè)ADC時(shí)鐘周期
ADC_InitStructure.ADC_VrefSel = ADC_Vref_VDDA; //VDDA參考電壓
ADC_InitStructure.ADC_InBufEn = ADC_BufDisable; //關(guān)閉跟隨器
ADC_InitStructure.ADC_TsEn = ADC_TsDisable; //關(guān)閉內(nèi)置溫度傳感器
ADC_InitStructure.ADC_DMAEn = ADC_DmaDisable; //不觸發(fā)DMA
ADC_InitStructure.ADC_Align = ADC_AlignRight; //ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果右對(duì)齊
ADC_InitStructure.ADC_AccEn = ADC_AccDisable; //轉(zhuǎn)換結(jié)果累加不使能
//ADC模擬看門狗通道初始化
ADC_WdtInit(&ADC_WdtStructure);
//配置單通道轉(zhuǎn)換模式
ADC_SingleChStructure.ADC_DiscardEn = ADC_DiscardNull; // 單通道ADC轉(zhuǎn)換結(jié)果溢出保存
ADC_SingleChStructure.ADC_Chmux = MQ2_ADC_CHANNEL; // 選擇ADC轉(zhuǎn)換通道
ADC_SingleChStructure.ADC_InitStruct = ADC_InitStructure; // ADC初始化結(jié)構(gòu)體
ADC_SingleChStructure.ADC_WdtStruct = ADC_WdtStructure; // ADC看門狗結(jié)構(gòu)體
ADC_SingleChOneModeCfg(&ADC_SingleChStructure); // 初始化配置
ADC_Enable(); //ADC使能
ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換
}
/**********************************************************
* 函 數(shù) 名 稱:ADC_GET
* 函 數(shù) 功 能:讀取一次ADC值
* 傳 入 參 數(shù):無(wú)
* 函 數(shù) 返 回:測(cè)量到的值
* 作 者:LCKFB
* 備 注:
**********************************************************/
uint32_t ADC_GET(void)
{
ADC_SoftwareStartConvCmd(ENABLE); //啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換
uint32_t adcValue = ADC_GetConversionValue(); // 獲取數(shù)據(jù)
return adcValue;
}
/******************************************************************
* 函 數(shù) 名 稱:Get_Adc_Value
* 函 數(shù) 說 明:
* 函 數(shù) 形 參:
* 函 數(shù) 返 回:對(duì)應(yīng)掃描的ADC值
* 作 者:LC
* 備 注:無(wú)
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Value(void)
{
unsigned char i = 0;
unsigned int AdcValue = 0;
/* 因?yàn)椴杉?SAMPLES 次,故循環(huán) SAMPLES 次 */
for(i=0; i< SAMPLES; i++)
{
/* 累加 */
AdcValue += ADC_GET();
}
/* 求平均值 */
AdcValue = AdcValue / SAMPLES;
return AdcValue;
}
/******************************************************************
* 函 數(shù) 名 稱:Get_MQ2_Percentage_value
* 函 數(shù) 說 明:讀取MQ2值,并且返回百分比
* 函 數(shù) 形 參:無(wú)
* 函 數(shù) 返 回:返回百分比
* 作 者:LC
* 備 注:無(wú)
******************************************************************/
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void)
{
int adc_max = 4095;
int adc_new = 0;
int Percentage_value = 0;
adc_new = Get_Adc_Value();
Percentage_value = ((float)adc_new/(float)adc_max) * 100.f;
return Percentage_value;
}
?
在文件bsp_mq2.h中,編寫如下代碼。
/*
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-06-19 LCKFB-LP first version
*/
#ifndef _BSP_MQ2_H_
#define _BSP_MQ2_H_
#include "board.h"
#define RCC_MQ2_GPIO_ENABLE() __RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define RCC_MQ2_ADC_ENABLE() __RCC_ADC_CLK_ENABLE()
#define GPIO_ANALOG_ENABLE() PA05_ANALOG_ENABLE() // PA05設(shè)定為模擬輸入
#define MQ2_ADC_CHANNEL ADC_ExInputCH5
#define PORT_MQ2 CW_GPIOA
#define GPIO_MQ2_AO GPIO_PIN_5
#define GPIO_MQ2_DO GPIO_PIN_1
//采樣次數(shù)
#define SAMPLES 30
/************************
//之前的單路采集
void ADC_Init(void);
unsigned int Get_ADC_Value(void);
**************************/
void Adc_Init(void);
unsigned int Get_Adc_Value(void);
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
unsigned int Get_MQ2_Percentage_value(void);
#endif
04移植驗(yàn)證
在自己工程中的main主函數(shù)中,編寫如下。
/*
* Change Logs:
* Date Author Notes
* 2024-06-19 LCKFB-LP first version
*/
#include "board.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "bsp_mq2.h"
int32_t main(void)
{
board_init(); // 開發(fā)板初始化
uart1_init(115200); // 串口1波特率115200
Adc_Init();
printf("ADC demo startrn");
while(1)
{
printf("ADC_Value = %drn", Get_Adc_Value() );
printf("MQ2 = %drn", Get_MQ2_Percentage_value() );
delay_ms(1000);
}
}
上電現(xiàn)象:輸出ADC值和換算后的煙霧濃度百分比。
模塊移植成功案例代碼:
鏈接:https://pan.baidu.com/s/1SxQwSnjxsO1ibioy1xUIPw?pwd=LCKF
提取碼:LCKF