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外观

​

  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。

模块来源 ​

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

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。

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。

代码移植 ​

这里选择的引脚见引脚接线表

☠ 特别注意

我们的芯片是 D133EBS 它的ADC参考电压是2.5V， 最高只能读到2.5V（也就是输入3.3V它显示出来的也是2.5V） ，所以我们需要在外面给它进行分压，将模块输出的最高3.3V电压分压成最高1.65V，然后在程序中将ADC读到的数据乘2得到真实的数据。

进行分压会损失一定的精度，但这是必要的！

分压计算公式：

原理图结构：

根据计算公式，我们可以算出来分压之后的电压为模块AO引脚输出的一半！！

下载为大家准备的驱动代码文件夹，复制到自己工程中\luban-lite\application\rt-thread\helloworld\user-bsp文件夹下

驱动代码文件夹下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->模块移植资料下载 里面的该章节压缩包中。

提示

如果未找到 user-bsp 这个文件夹，说明你未进行模块移植的前置操作。请转移到手册使用必要操作（点击跳转）中进行必要的配置操作！！！

接下来打开自己的工程，开始修改Kconfig文件。

1、在 VSCode 中打开 application\rt-thread\helloworld\Kconfig 文件

2、在该文件的 #endif 前面添加该模块的 Kconfig路径语句

shell
# MQ-2烟雾检测传感器
source "application/rt-thread/helloworld/user-bsp/mq-2-sensor/Kconfig"

添加完成之后：

1、我们 双击 luban-lite 文件夹下的 win_env.bat 脚本打开env工具：

2、输入以下命令列出所有可用的默认配置：

shell
scons --list-def

3、选择 d13x_JLC_rt-thread_helloworld 这个配置！这个是我们衡山派开发板的默认配置！输入以下命令即可：

shell
scons --apply-def=7

或者

shell
scons --apply-def=d13x_JLC_rt-thread_helloworld_defconfig

这两个命令作用是一样的，一个是 文件名 ，一个是 编号 ！！！

4、输入以下命令进入menuconfig菜单

shell
scons --menuconfig

进入以下界面：

5、选中 Porting code using the LCKFB module

按 Y 选中

按 N 取消选中

方向键 左右 调整 最下面菜单的选项

方向键 上下 调整 列表的选项

回车 执行最下面菜单的选项

6、回车进入 Porting code using the LCKFB module 菜单

7、按方向键 上下 选中 USE MQ2 sensor 后按 Y 键，看到前面括号中出现一个 * 号，就可以下一步了。

8、按方向键 左右 选中 <Save> 然后一路回车，然后 退出 即可

编译 ​

我们 保存并退出menuconfig菜单 之后，输入以下命令进行编译：

shell
scons

或

shell
scons -j16

-j 用来选择参与编译的核心数: 我这里是选择16

大家可以根据自己的电脑来选择

核心越多编译越快

如果写的数量高于电脑本身，那么就自动按照最高可用的来运行！

镜像烧录 ​

编译完成之后会在 \luban-lite\output\d13x_JLC_rt-thread_helloworld\images 文件夹下生成一个 d13x_JLC_v1.0.0.img 镜像文件！

然后我们烧录镜像，具体的教程请查看：镜像烧录（点击跳转🚀）

到这里完成了，请移步到 最后一节 进行移植验证。

工程代码解析 ​

bsp_mq2.c ​

c
/*
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 */

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "hal_adcim.h"
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_log.h"
#include "hal_gpai.h"
#include <stdio.h>
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_mq2.h"

// adc设备名称
#define ADC_DEVICE_NAME     "gpai"
// adc通道
#define ADC_CHANNEL         6
// 电压基准
#define VREF_ADC_HSPI       2.5

// DO引脚号获取
#define DO_PIN              rt_pin_get("PE.14")
// DO引脚状态读取
#define GET_DO_IN           rt_pin_read(DO_PIN)

static struct rt_adc_device *adc_dev = NULL;

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：MQ2_Init
 * 函 数 功 能：初始化ADC
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：LP
**********************************************************/
int MQ2_Init(void)
{
    // 获取设备句柄
    adc_dev = (struct rt_adc_device *)rt_device_find(ADC_DEVICE_NAME);
    if (adc_dev == RT_NULL)
    {
        LOG_E("Failed to open %s device", ADC_DEVICE_NAME);
        LOG_E("file: %s",   __FILE__);
        LOG_E("line: %s\n", __LINE__);

        return RT_ERROR;
    }

    // 使能adc通道
    int ret = rt_adc_enable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [rt_adc_enable] !!!");
        LOG_E("file: %s",   __FILE__);
        LOG_E("line: %s\n", __LINE__);

        return RT_ERROR;
    }

    rt_thread_mdelay(200);

    // 设定DO引脚的模式
    rt_pin_mode(DO_PIN, PIN_MODE_INPUT);

    return RT_EOK;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：MQ2_DeInit
 * 函 数 功 能：清除ADC初始化
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：无
 * 作       者：LC
 * 备       注：LP
**********************************************************/
int MQ2_DeInit(void)
{
    int ret = rt_adc_disable(adc_dev, ADC_CHANNEL);
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [rt_adc_disable] !!!");
        LOG_E("file: %s",   __FILE__);
        LOG_E("line: %s\n", __LINE__);

        return RT_ERROR;
    }

    return RT_EOK;
}

/**********************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Value
 * 函 数 功 能：获得某个通道的值
 * 传 入 参 数：无
 * 函 数 返 回：读取的电压
 * 作       者：LC
 * 备       注：ADC每个时间
**********************************************************/
float Get_Value(void)
{
    int value = 0; // 累计读取的数据
    int count = 5; // 采集次数
    int valid_count = 0; // 有效读取次数
    int return_Value = 0; // 分压之后还原的数据
    float voltage_calculation = 0.0; // 电压计算缓存区

    while(count--)
    {
        uint32_t temp = rt_adc_read(adc_dev, ADC_CHANNEL);
        if((temp != 0) && (temp < 4096)) // 确保不会把校验数据计算进来
        {
            // rt_kprintf("[%d]adc temp = [%d]\n",valid_count+1,temp);

            value += temp;
            valid_count++;
        }

        aicos_mdelay(5); // 延时5ms
    }

    // 如果没有有效的读取，则返回0或者错误代码
    if(valid_count == 0)
    {
        return 0; // 或者可以返回一个错误代码
    }

    return_Value = value / valid_count; // 计算平均值

    voltage_calculation = ( VREF_ADC_HSPI / 4095.0 ) * return_Value; // 换算成电压

    // 返回电压值
    // 因为电压分压为了二分之一所以需要还原
    return voltage_calculation * 2;
}


/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Percentage_value
 * 函 数 说 明：返回百分比
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：返回百分比
 * 作       者：LC
 * 备       注：
******************************************************************/
int Get_Percentage_value(float value)
{
    float voltage_max = 3.3f;
    int Percentage_value = 0;

    if(value > 3.3f)
    {
        voltage_max = value;
    }

    //百分比 = （ 当前值 / 最大值 ）* 100
    Percentage_value = (value / voltage_max ) * 100.0f;

    return Percentage_value;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_DO_In
 * 函 数 说 明：读取DO引脚的电平状态
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：DO引脚状态
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
int Get_DO_In(void)
{
    if( GET_DO_IN == 1)
    {
        return 1;
    }

    return 0;
}

bsp_mq2.h ​

c
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 */
#ifndef __BSP_MQ2_SENSOR_H__
#define __BSP_MQ2_SENSOR_H__

#include "stdio.h"

int MQ2_Init(void);
int MQ2_DeInit(void);
float Get_Value(void);
int Get_Percentage_value(float value);
int Get_DO_In(void);

#endif

Kconfig ​

这个是一个menuconfig中的选项，如果在菜单中选中该选项，就会在rtconfig.h中定义一个语句，用来if判断条件编译之类的。

c

config LCKFB_MQ2_SENSOR
    bool "USE MQ2 sensor"
    select AIC_USING_GPAI
    select AIC_USING_GPAI6
    default n
    help
        More information is available at: https://wiki.lckfb.com/

SConscript ​

自动化构建文件，如果定义了 LCKFB_MQ2_SENSOR 和 USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE 就自动编译当前目录下的文件！！

c
Import('RTT_ROOT')
Import('rtconfig')
import rtconfig
from building import *

cwd = GetCurrentDir()
CPPPATH = [cwd]
src = []


if GetDepend('LCKFB_MQ2_SENSOR') and GetDepend('USING_LCKFB_TRANSPLANT_CODE'):
    src = Glob(os.path.join(cwd, '*.c'))

group = DefineGroup('lckfb-mq-2-sensor', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

Return('group')

test_mq_2_sensor.c ​

这个文件定义了一个MQ2气体传感器处理的线程，初始化了MQ2传感器的硬件抽象层，并设置了线程的优先级、栈大小和时间片。 线程的主要任务是周期性地读取MQ2传感器的模拟输出电压，并转换为电压值和气体浓度百分比，同时检查数字输出状态。读取到的数据会被打印到控制台。通过命令行接口，用户可以启动这个线程来测试MQ2传感器的功能。

线程入口函数逻辑

  • 初始化时将读取次数设置为默认值THREAD_READ_NUM。
  • 在一个循环中，首先读取MQ2传感器的模拟输出电压值。
  • 将电压值转换为整数表示，并打印电压值。
  • 调用函数获取气体浓度的百分比，并打印。
  • 检查数字输出（DO）的状态，如果检测到低电平，则打印警告信息。
  • 每次读取后，读取次数减一，并在每次循环结束时线程挂起1秒钟。
  • 循环结束后，执行传感器的去初始化操作，并打印去初始化的状态信息。
  • test_mq_2_sensor函数负责初始化MQ2传感器，并创建并启动线程。
  • 如果传感器初始化失败，函数将记录错误并返回。
  • 线程创建成功后，会立即启动线程以开始执行adc_thread_entry函数中的任务。
  • 使用MSH_CMD_EXPORT宏将test_mq_2_sensor函数导出为RT-Thread命令行接口的命令，允许用户通过命令行来测试MQ2传感器。
c

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <getopt.h>
#include <sys/time.h>
#include <rtthread.h>
#include "rtdevice.h"
#include "aic_core.h"
#include "aic_hal_gpio.h"
#include "bsp_mq2.h"

#define THREAD_PRIORITY         25      // 线程优先级
#define THREAD_STACK_SIZE       4096    // 线程大小
#define THREAD_TIMESLICE        20      // 时间片

#define THREAD_READ_NUM         20      // 数据读取次数  默认读取20次

static rt_thread_t adc_thread = RT_NULL; // 线程控制块

// 读取次数
static int read_num = THREAD_READ_NUM;

// 线程入口函数
static void adc_thread_entry(void *param)
{
    while(read_num > 0)
    {
        float adc_voltage = Get_Value();

        uint32_t value = adc_voltage * 100;

        rt_kprintf("\n");

        rt_kprintf("Read MQ-AO = %d.%02dV\n", value/100, value%100);             // 电压
        rt_kprintf("Percentage = %d%%\n",Get_Percentage_value(adc_voltage));    // 百分比

        if(Get_DO_In() == 0)
        {
            rt_kprintf("DO!!!\n");
        }

        rt_kprintf("\n");

        read_num--;

        rt_thread_mdelay(1000);
    }

    int ret = MQ2_DeInit();
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [MQ2_DeInit] !!!");
        LOG_E("file: %s",   __FILE__);
        LOG_E("line: %s\n", __LINE__);
    }
    else
    {
        rt_kprintf("\nMQ2_DeInit successful!!!\n");
    }

}


static void test_mq_2_sensor(int argc, char **argv)
{
    read_num = THREAD_READ_NUM;

    int ret = MQ2_Init();
    if(ret != RT_EOK)
    {
        LOG_E("Failed to [MQ2_Init] !!!");
        LOG_E("file: %s",   __FILE__);
        LOG_E("line: %s\n", __LINE__);

        return;
    }

    /* 创建线程，名称是 adc_thread，入口是 adc_thread_entry */
    adc_thread = rt_thread_create("adc_thread",
                            adc_thread_entry, RT_NULL,
                            THREAD_STACK_SIZE,
                            THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);

    /* 如果获得线程控制块，启动这个线程 */
    if (adc_thread != RT_NULL)
        rt_thread_startup(adc_thread);
}

// 导出函数为命令
MSH_CMD_EXPORT(test_mq_2_sensor, MQ2 sensor test);

移植验证 ​

我们使用串口调试，将 USB转TTL模块 连接到衡山派开发板上面！！

具体的教程查看：串口调试（点击跳转🚀）

串口波特率默认为115200

我们在输入下面的命令运行该模块的线程：

输入的时候按下TAB键会进行命令补全！！

shell
test_mq_2_sensor

模块上电效果：

模块代码下载 ​

链接：下载中心->模块移植代码下载（点击跳转🚀）

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