GP2Y1014AU粉尘传感器
模块来源
采购链接：
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.7cc82e8df4Wdoa&id=44147655343&_u=82t4uge5bdc4)
规格参数
工作电压：5-7V
消耗电流：最大20mA
最小粒子检出值：0.8微米
灵敏度：0.5V(0.1mg/m3)
清洁空气中电压：0.9V （典型）
重量：15g
尺寸大小：46x30x17.6mm
移植过程
我们的目标是在立创开发板GD32E230C8T6上能够判断粉尘浓度的功能。首先要获取资料，查看数据手册应如何实现，再移植至我们的工程。
查看资料
GP2Y1014AU粉尘传感器在其中间有一个洞，空气可以自由流通，传感器内部邻角位置安装有红外发光二极管和光电晶体管，红外发光二极管定向发送红外光，当空气中有颗粒物阻碍红外线时，红外线发生漫反射，光电晶体管接收到红外光线，信号输出引脚电压会随之发生变化。该电压值在一定范围内与灰尘浓度成线性关系，因此在使用过程中，需要使用 ADC 采集该电压信号，并通过该电压值计算出空气中的灰尘浓度。
引脚选择
移植至工程
移植步骤中的导入.c和.h文件与上一节相同，只是将.c和.h文件更改为 bsp_dust.c 与 bsp_dust.h 。移植完成后面修改相关代码。
详细可见【TTP224触摸传感器】中的移植至工程目录。这里不再过多讲述。移植完成后面修改相关代码。
在文件bsp_dust.c中，编写如下代码。
c
/******************************************************************************
* 测试硬件：立创开发板·GD32E230C8T6 使用主频72Mhz 晶振8Mhz
* 版 本 号: V1.0
* 修改作者: www.lckfb.com
* 修改日期: 2023年11月02日
* 功能介绍:
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#include "bsp_dust.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Dust_GPIO_Init
* 函 数 说 明：粉尘传感器引脚初始化
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void Dust_GPIO_Init(void)
{
/* 开启时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_OUT);
rcu_periph_clock_enable(RCU_LED);
/* 配置ADC时钟 */
rcu_adc_clock_config(RCU_ADCCK_APB2_DIV4);
/* 使能ADC时钟 */
rcu_periph_clock_enable(RCU_OUT_ADC);
/* 配置LED为输出模式 */
gpio_mode_set(PORT_LED, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_LED);
gpio_output_options_set(PORT_LED,GPIO_OTYPE_PP,GPIO_OSPEED_50MHZ,GPIO_LED);
gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,SET);
/* 配置AO为浮空模拟输入模式 */
gpio_mode_set(PORT_OUT, GPIO_MODE_ANALOG, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_OUT);
/* 使能连续转换模式 */
adc_special_function_config(ADC_CONTINUOUS_MODE, ENABLE);
/* 使能扫描模式 */
adc_special_function_config(ADC_SCAN_MODE, ENABLE);
/* 数据右对齐 */
adc_data_alignment_config(ADC_DATAALIGN_RIGHT);
/* ADC0设置为规则组 一共使用 CHANNEL_NUM 个通道 */
adc_channel_length_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, CHANNEL_NUM);
/* ADC规则通道配置：ADC0的通道CHANNEL_ADC的扫描顺序为0；采样时间：13.5个周期 */
/* DMA开启之后 gt_adc_val[][] = PC1的数据 */
adc_regular_channel_config(0, CHANNEL_OUT_ADC, ADC_SAMPLETIME_13POINT5);
/* ADC0设置为12位分辨率 */
adc_resolution_config(ADC_RESOLUTION_12B);
/* ADC外部触发禁用, 即只能使用软件触发 */
adc_external_trigger_source_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ADC_EXTTRIG_REGULAR_NONE);
adc_external_trigger_config(ADC_REGULAR_CHANNEL, ENABLE);
/* ADC使能 */
adc_enable();
/* 等待ADC稳定 */
delay_1ms(1);
/* 开启ADC自校准 */
adc_calibration_enable();
/* 开启软件触发ADC转换 */
adc_software_trigger_enable(ADC_REGULAR_CHANNEL);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_ADC_Value
* 函 数 说 明：对ADC值进行平均值计算后输出
* 函 数 形 参：num采集次数
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_ADC_Value(unsigned int num)
{
unsigned int Data=0;
int i = 0;
for( i = 0; i < num; i++ )
{
/* 读取ADC常规组数据寄存器 */
Data += adc_regular_data_read();
delay_1ms(1);
}
Data = Data/num;
return Data;
}
int Filter(int m)
{
static int flag_first = 0, _buff[], sum;
const int _buff_max = 10;
int i;
if (flag_first == 0)
{
flag_first = 1;
for (i = 0, sum = 0; i < _buff_max; i++)
{
_buff[] = m;
sum += _buff[];
}
return m;
}
else
{
sum -= _buff[];
for (i = 0; i < (_buff_max - 1); i++)
{
_buff[] = _buff[];
}
_buff[] = m;
sum += _buff[];
i = sum / 10.0;
return i;
}
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Read_dust_concentration
* 函 数 说 明：读取粉尘浓度
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：粉尘浓度
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
float Read_dust_concentration(void)
{
unsigned int value=0;
float f_value = 0, density = 0;
gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,RESET);
delay_1us(280);
value = adc_regular_data_read();
delay_1us(40);
gpio_bit_write(PORT_LED,GPIO_LED,SET);
delay_1us(9680);
value = Filter(value);
f_value = 0.17*value-0.1; //转换公式
return f_value;
}1
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在文件bsp_dust.h中，编写如下代码。
c
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* 测试硬件：立创开发板·GD32E230C8T6 使用主频72Mhz 晶振8Mhz
* 版 本 号: V1.0
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#ifndef _BSP_DUST_H_
#define _BSP_DUST_H_
#include "gd32e23x.h"
#define RCU_LED RCU_GPIOB
#define PORT_LED GPIOB
#define GPIO_LED GPIO_PIN_1
#define RCU_OUT RCU_GPIOA
#define PORT_OUT GPIOA
#define GPIO_OUT GPIO_PIN_1
#define RCU_OUT_ADC RCU_ADC
#define PORT_OUT_ADC ADC
#define CHANNEL_OUT_ADC ADC_CHANNEL_1
//采样通道数
#define CHANNEL_NUM 1
void Dust_GPIO_Init(void);
float Read_dust_concentration(void);
#endif1
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移植验证
在自己工程中的main主函数中，编写如下。
c
/******************************************************************************
* 测试硬件：立创开发板·GD32E230C8T6 使用主频72Mhz 晶振8Mhz
* 版 本 号: V1.0
* 修改作者: www.lckfb.com
* 修改日期: 2023年11月02日
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#include "gd32e23x.h"
#include "systick.h"
#include "bsp_usart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_dust.h"
int main(void)
{
systick_config(); //滴答定时器初始化 1ms
usart_gpio_config(115200U);
printf("demo start\r\n");
Dust_GPIO_Init();
while(1)
{
printf("Read_dust_concentration = %.2f\r\n",Read_dust_concentration());
delay_1ms(1000);
}
}1
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移植现象：吹一口气，看现象