本實驗將采集到的傳感器數(shù)據(jù)利用ADC轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的電壓值顯示在串口調(diào)試助手上
一、模塊簡介
MQ-2煙霧傳感器所使用的氣敏材料是在清潔空氣中電導(dǎo)率較低的二氧化錫(SnO2)。當(dāng)煙霧傳感器所處環(huán)境中存在可燃?xì)怏w時，煙霧傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中可燃?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡單的電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該煙霧傳感器氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號。
MQ-2氣體煙霧傳感器對液化氣、丙烷、氫氣的靈敏度高，對天然氣和其它可燃蒸汽的檢測也很理想。這種氣體傳感器可檢測多種可燃性氣體，是一款適合多種應(yīng)用的低成本煙霧傳感器。
1. 模塊特性：
MQ-2煙霧傳感器在較寬的濃度范圍內(nèi)對可燃?xì)怏w有良好的靈敏度
對液化氣、丙烷、氫氣 的靈敏度較高
長壽命、低成本
簡單的驅(qū)動電路即可
2. 主要應(yīng)用：
家庭用氣體泄漏報警器
工業(yè)用可燃煙霧氣體報警器
便攜式煙霧氣體檢測器
3. 產(chǎn)品參數(shù)：
| 型號 | QT-MQ-2 |
|---|---|
| 工作電壓 | DC5v |
| 工作電流 | 150mA |
| 產(chǎn)品類型 | 半導(dǎo)體器敏元器件 |
| 檢測氣體 | 煙霧、液化石油氣、天然氣和丙烷等 |
| 檢測濃度 | 300~10000ppm（可燃?xì)怏w） |
| 尺寸 | 32mm×20mm×22mm |
| 輸出 | 支持開關(guān)數(shù)字信號、濃度模擬信號輸出 |
| 重量 | 7.4g |
二、工作原理
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，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，從面使其電阻值增加。當(dāng)與煙霧接觸時，如果晶粒間界處的勢壘收到煙霧的調(diào)至面變化，就會引起表面導(dǎo)電率的變化。利用這一點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，則輸出的模擬信號就越大。
1. 引腳說明：
VCC：電源正極接口，可外接3.3~5v供電電源
GND：電源負(fù)極接口，可外接電源負(fù)極或地線（GND）
DO：數(shù)字信號輸出接口（0和1），可外接單片機(jī)的GPIO
AO：模擬信號輸出接口，可外接單片的ADC采樣通道
2. 硬件連接：
| 模塊引腳 | GPIO |
|---|---|
| VCC | 3.3V / 5V |
| GND | GND |
| DO | NC(空) |
| AD | PA1 |
用杜邦線把模塊的VCC和GND分別與單片機(jī)的3.3V(或5V)和GND連接；
把DO與單片機(jī)的其中一個GPIO連接；
把AD與單片機(jī)的其中一個ADC采樣通道連接。
注：傳感器通電后，需要先預(yù)熱約60s后測量的數(shù)據(jù)才穩(wěn)定。通電后傳感器會出現(xiàn)正常的輕度發(fā)熱現(xiàn)象，因為內(nèi)部有電熱絲。
3. 煙霧檢測
當(dāng)可燃?xì)怏w濃度小于指定的閾值時，DO輸出高電平，大于指定的閾值時則輸出低電平。
4. 閾值調(diào)節(jié)
模塊中藍(lán)色的電位器是用于調(diào)節(jié)閥值，順時針旋轉(zhuǎn)，閾值會越大，逆時針越小。
5. 使用AO接口
與DO不同，AO會輸出模擬信號，因此需要與單片機(jī)的ADC采樣通道連接。單片機(jī)可以通過此模擬信號來獲取可燃?xì)怏w濃度大小。
6. 原理圖
三、程序設(shè)計
ADC
#include "adc.h"
#include "delay.h"
//初始化ADC
//這里我們僅以規(guī)則通道為例
//我們默認(rèn)將開啟通道0~3
void Adc_Init(void)
{
ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA |RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); //使能ADC1通道時鐘
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6); //設(shè)置ADC分頻因子6 72M/6=12,ADC最大時間不能超過14M
//PA1 作為模擬通道輸入引腳
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN; //模擬輸入引腳
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(ADC1); //復(fù)位ADC1
ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; //ADC工作模式:ADC1和ADC2工作在獨立模式
ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = DISABLE; //模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單通道模式
ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE; //模數(shù)轉(zhuǎn)換工作在單次轉(zhuǎn)換模式
ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; //轉(zhuǎn)換由軟件而不是外部觸發(fā)啟動
ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; //ADC數(shù)據(jù)右對齊
ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 1; //順序進(jìn)行規(guī)則轉(zhuǎn)換的ADC通道的數(shù)目
ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure); //根據(jù)ADC_InitStruct中指定的參數(shù)初始化外設(shè)ADCx的寄存器
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1
ADC_ResetCalibration(ADC1); //使能復(fù)位校準(zhǔn)
while(ADC_GetResetCalibrationStatus(ADC1)); //等待復(fù)位校準(zhǔn)結(jié)束
ADC_StartCalibration(ADC1); //開啟AD校準(zhǔn)
while(ADC_GetCalibrationStatus(ADC1)); //等待校準(zhǔn)結(jié)束
// ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的軟件轉(zhuǎn)換啟動功能
}
//獲得ADC值
//ch:通道值 0~3
u16 Get_Adc(u8 ch)
{
//設(shè)置指定ADC的規(guī)則組通道，一個序列，采樣時間
ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ch, 1, ADC_SampleTime_239Cycles5 ); //ADC1,ADC通道,采樣時間為239.5周期
ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); //使能指定的ADC1的軟件轉(zhuǎn)換啟動功能
while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_EOC ));//等待轉(zhuǎn)換結(jié)束
return ADC_GetConversionValue(ADC1); //返回最近一次ADC1規(guī)則組的轉(zhuǎn)換結(jié)果
}
u16 Get_Adc_Average(u8 ch,u8 times)
{
u32 temp_val=0;
u8 t;
for(t=0;t<times;t++)
{
temp_val+=Get_Adc(ch);
delay_ms(5);
}
return temp_val/times;
}
USART
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "includes.h" //ucos 使用
#endif
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//標(biāo)準(zhǔn)庫需要的支持函數(shù)
struct __FILE
{
int handle;
};
FILE __stdout;
//定義_sys_exit()以避免使用半主機(jī)模式
void _sys_exit(int x)
{
x = x;
}
//重定義fputc函數(shù)
int fputc(int ch, FILE *f)
{
while((USART1->SR&0X40)==0);//循環(huán)發(fā)送,直到發(fā)送完畢
USART1->DR = (u8) ch;
return ch;
}
#endif
/*使用microLib的方法*/
/*
int fputc(int ch, FILE *f)
{
USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);
while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}
return ch;
}
int GetKey (void) {
while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));
return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
}
*/
#if EN_USART1_RX //如果使能了接收
//串口1中斷服務(wù)程序
//注意,讀取USARTx->SR能避免莫名其妙的錯誤
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //接收緩沖,最大USART_REC_LEN個字節(jié).
//接收狀態(tài)
//bit15， 接收完成標(biāo)志
//bit14， 接收到0x0d
//bit13~0， 接收到的有效字節(jié)數(shù)目
u16 USART_RX_STA=0; //接收狀態(tài)標(biāo)記
void uart_init(u32 bound)
{
//GPIO端口設(shè)置
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能USART1，GPIOA時鐘
//USART1_TX GPIOA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP; //復(fù)用推挽輸出
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.9
//USART1_RX GPIOA.10初始化
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;//PA10
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//浮空輸入
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//初始化GPIOA.10
//Usart1 NVIC 配置
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//搶占優(yōu)先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3; //子優(yōu)先級3
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //IRQ通道使能
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //根據(jù)指定的參數(shù)初始化VIC寄存器
//USART 初始化設(shè)置
USART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//串口波特率
USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//字長為8位數(shù)據(jù)格式
USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//一個停止位
USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//無奇偶校驗位
USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//無硬件數(shù)據(jù)流控制
USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx; //收發(fā)模式
USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //初始化串口1
USART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//開啟串口接受中斷
USART_Cmd(USART1, ENABLE); //使能串口1
}
void USART1_IRQHandler(void) //串口1中斷服務(wù)程序
{
u8 Res;
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS.
OSIntEnter();
#endif
if(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET) //接收中斷(接收到的數(shù)據(jù)必須是0x0d 0x0a結(jié)尾)
{
Res =USART_ReceiveData(USART1); //讀取接收到的數(shù)據(jù)
if((USART_RX_STA&0x8000)==0)//接收未完成
{
if(USART_RX_STA&0x4000)//接收到了0x0d
{
if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//接收錯誤,重新開始
else USART_RX_STA|=0x8000; //接收完成了
}
else //還沒收到0X0D
{
if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;
else
{
USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;
USART_RX_STA++;
if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//接收數(shù)據(jù)錯誤,重新開始接收
}
}
}
}
#if SYSTEM_SUPPORT_OS //如果SYSTEM_SUPPORT_OS為真，則需要支持OS.
OSIntExit();
#endif
}
#endif
main文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-454201.html
int main(void)
{
u16 adcx;
float temp;
delay_init(); //延時函數(shù)初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//設(shè)置中斷優(yōu)先級分組為組2：2位搶占優(yōu)先級，2位響應(yīng)優(yōu)先級
uart_init(115200); //串口初始化為115200
Adc_Init(); //ADC初始化
while(1)
{
adcx=Get_Adc_Average(ADC_Channel_1,10);
printf("\r\n ADC模擬信號為: %d \r\n\r\n",adcx); //ADC的值
temp=adcx*(3.3/4096);
printf("\r\n 數(shù)字電壓為: %f \r\n\r\n",temp);//電壓值
delay_ms(250);
}
}
文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-454201.html
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