MQ-2型烟雾传感器属于二氧化锡半导体气敏材料,属于表面离子式N型半导体。处于200~3000摄氏度时,二氧化锡表面吸附空气中的氧,形成氧的负离子吸附,使半导体中的电子密度减少,从而使其电阻值增加。当与烟雾接触时,如果晶粒间界处的势垒收到烟雾的调至面变化,就会引起表面导电率的变化。利用这一点就可以获得这种烟雾存在的信息。烟雾浓度越大导电率越大,输出电阻越低,则输出的模拟信号就越大。
一、模块来源
二、规格参数
工作电压:5V
工作电流:150MA
输出方式: DO接口为数字量输出 AO接口为模拟量输出
读取方式:ADC
管脚数量:4 Pin(2.54mm间距排针)
以上信息见厂家资料文件
三、移植过程
我们的目标是将例程移植至开发板上【判断当前环境状况的功能】。首先要获取资料,查看数据手册应如何实现读取数据,再移植至我们的工程。
1、查看资料
MQ-2烟雾传感器对液化气、天然气、城市煤气灵敏度较高。需要注意的是:在使用之前必须加热一段时间,否则其输出的电阻和电压不准确。其检测可燃气体与烟雾的范围是100~10000ppm(ppm为体积浓度。 1ppm=1立方厘米/1立方米)。带有双路信号输出(模拟量输出AO和数字量输出DO)。当气体浓度未超过设定阈值时,数字接口DO口输出低电平,模拟接口AO电压基本为0v左右;当气体影响超过设定阈值时,模块数字接口DO输出高电平,模拟接口AO输出的电压会随着气体的影响慢慢增大。阈值由模块上的可调电阻控制。
其对应的原理图,AO输出为MQ-2传感器直接输出的电压,所以为模拟量;DO为经过LM393进行电压比较后,输出高低电平,所以为数字量。
因此DO引脚可以配置为GPIO的输入模式,AO引脚需要配置为ADC模拟输入模式。
2、引脚选择
当前只有AO引脚需要使用到ADC接口,所以DO引脚可以使用开发板上其他的GPIO。这里选择使用PA27的附加ADC功能。
3、移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与传感器章节的【DHT11温湿度传感器】相同,只是将.c和.h文件更改为bsp_mq2.c与bsp_mq2.h。这里不再过多讲述,移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_mq2.c中,编写如下代码。
/*
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*/
#include "bsp_mq2.h"
#include "board.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Adc_Init
* 函 数 说 明:初始化ADC功能
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:无
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
void Adc_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCU_MQ2_ADC|RCC_MQ2_GPIO, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_MQ2_AO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;//模拟输入
GPIO_Init(PORT_MQ2, &GPIO_InitStructure);
ADC_DeInit(PORT_ADC);//ADC复位
// ADC 模式配置
ADC_InitStruct.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent;// 只使用一个ADC,独立模式
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE ;// 禁止扫描模式,单通道不需要扫描
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;// 连续转换模式
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None;// 软件触发转换
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;// 数据右对齐
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfChannel = 1;// 转换通道1个
// 初始化ADC
ADC_Init(PORT_ADC, &ADC_InitStruct);
// 配置ADC时钟PCLK2的6分频,即12MHz
RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
// 配置 ADC 通道转换顺序为1,第一个转换,采样时间为55.5个时钟周期
// 通道为5
ADC_RegularChannelConfig(PORT_ADC, CHANNEL_ADC, 1, ADC_SampleTime_55Cycles5);
//ADC使能
ADC_Cmd(PORT_ADC, ENABLE);
// 初始化ADC 校准寄存器
ADC_ResetCalibration(PORT_ADC);
// 等待校准寄存器初始化完成
while (ADC_GetResetCalibrationStatus(PORT_ADC));
// ADC开始校准
ADC_StartCalibration(PORT_ADC);
// 等待校准完成
while (ADC_GetCalibrationStatus(PORT_ADC));
// 使用软件触发ADC转换
ADC_SoftwareStartConvCmd(PORT_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_Adc_Value
* 函 数 说 明:
* 函 数 形 参:
* 函 数 返 回:对应扫描的ADC值
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_Value(void)
{
unsigned char i = 0;
unsigned int AdcValue = 0;
/* 因为采集 SAMPLES 次,故循环 SAMPLES 次 */
for(i=0; i< SAMPLES; i++)
{
/* 累加 */
AdcValue += ADC_GetConversionValue(PORT_ADC);
}
/* 求平均值 */
AdcValue = AdcValue / SAMPLES;
return AdcValue;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称:Get_MQ2_Percentage_value
* 函 数 说 明:读取MQ2值,并且返回百分比
* 函 数 形 参:无
* 函 数 返 回:返回百分比
* 作 者:LC
* 备 注:无
******************************************************************/
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;
}
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在文件bsp_mq2.h中,编写如下代码。
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*/
#ifndef _BSP_MQ2_H_
#define _BSP_MQ2_H_
#include "stm32f10x.h"
#define RCC_MQ2_GPIO RCC_APB2Periph_GPIOA
#define RCU_MQ2_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define PORT_ADC ADC1
#define CHANNEL_ADC ADC_Channel_5
#define PORT_MQ2 GPIOA
#define GPIO_MQ2_AO GPIO_Pin_5
#define GPIO_MQ2_DO GPIO_Pin_1
//采样次数
#define SAMPLES 30
/************************
//之前的单路采集
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
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四、移植验证
在main.c中输入代码如下:
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*/
#include "stm32f10x.h"
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_mq2.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200);
Adc_Init();
printf("ADC demo start\r\n");
while(1)
{
printf("ADC_Value = %d\r\n", Get_Adc_Value() );
printf("MQ2 = %d\r\n", Get_MQ2_Percentage_value() );
delay_ms(1000);
}
}
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上电效果:
移植成功案例代码下载链接: