MQ-5液化气检测传感器

MQ-5气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(Sno2)。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为该气体浓度相对应的输出信号。MQ-5气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷的灵敏度高，对甲烷和丙烷可较好的兼顾。这种传感器可检测多种可燃性气体，特别是天然气，是一款适合多种应用的低成本传感器。

模块来源

采购链接：
https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=0&id=16501254145&ns=1&spm=a21n57.1.0.0.5668523c1NVcMb
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1B8WhPIzTmWwQsFFVayRpAA?pwd=9966
资料提取码：9966

规格参数

工作电压：3.3V-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）

产品规格书

移植过程

我们的目标是在天空星HC32F4A0PITB上能够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，再移植至我们的工程。

查看资料

MQ-5气体传感器对丁烷、丙烷、甲烷灵敏度高,对甲烷和丙烷可较好的兼顾,这种传感器可检测多种可燃性气体，特别是液化气（丙烷)，是一款适合多种应用的低成本传感器。

其对应的原理图，AO输出为MQ-5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。具体原理见光敏电阻光照传感器章节的资料。

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。

引脚选择

想要使用ADC，需要确定使用的引脚是否有ADC外设功能。可以通过数据手册进行查看。
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PC1的附加ADC功能。使用ADC1的第11道输入通道。

移植至工程

移植步骤中的导入.c和.h文件与第二章的第1小节【DHT11温湿度传感器】相同，只是将.c和.h文件更改为bsp_mq5.c与bsp_mq5.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_mq5.c中，编写如下代码。

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 * Date           Author       Notes
 * 2024-05-20     LCKFB-LP    first version
 */

#include "bsp_mq5.h"
#include "board.h"
#include "stdio.h"

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_MQ5_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_MQ5_Init(void)
{
    // 关闭相关的寄存器保护
    LL_PERIPH_WE(LL_PERIPH_ALL);

    stc_gpio_init_t stcGpioInit;

    // ADC引脚初始化
    (void)GPIO_StructInit(&stcGpioInit);
    stcGpioInit.u16PinAttr        = PIN_ATTR_ANALOG;    // 设置引脚属性为模拟
    stcGpioInit.u16PinState       = PIN_STAT_RST;       // 引脚状态为复位状态
    stcGpioInit.u16PinDir         = PIN_DIR_IN;         // 引脚方向为输入

    stcGpioInit.u16Latch          = PIN_LATCH_OFF;      // 关闭锁存器
    stcGpioInit.u16PullUp         = PIN_PU_OFF;         // 关闭上拉电阻
    stcGpioInit.u16Invert         = PIN_INVT_OFF;       // 不反相输入信号
    stcGpioInit.u16ExtInt         = PIN_EXTINT_OFF;     // 关闭外部中断功能
    stcGpioInit.u16PinInputType   = PIN_IN_TYPE_SMT;

    // AO 初始化
    (void)GPIO_Init(PORT_MQ5_AO, GPIO_MQ5_AO, &stcGpioInit);

    stcGpioInit.u16PinAttr        = PIN_ATTR_DIGITAL;   // 设置引脚属性为数字
    stcGpioInit.u16PullUp         = PIN_PU_ON;          // 开启上拉电阻
    // DO 初始化
    (void)GPIO_Init(PORT_MQ5_DO, GPIO_MQ5_DO, &stcGpioInit);


    // 使能 ADC 时钟
    FCG_Fcg3PeriphClockCmd(FCG_MQ5_ADC, ENABLE);

    stc_adc_init_t stcAdcInit;

    // 使用基本参数初始化ADC结构体
    (void)ADC_StructInit(&stcAdcInit);
    stcAdcInit.u16ScanMode   = ADC_MD_SEQA_SINGLESHOT;   // 设置ADC为单次扫描模式
    stcAdcInit.u16Resolution = ADC_RESOLUTION_12BIT;     // 设置ADC分辨率为12位
    stcAdcInit.u16DataAlign  = ADC_DATAALIGN_RIGHT;      // 设置ADC数据右对齐

    // 初始化ADC
    (void)ADC_Init(PORT_ADC, &stcAdcInit);

    // 通道重映射
    ADC_ChRemap(PORT_ADC, CHANNEL_ADC, GPIO_MS1100_AO_REMAP);

    // ADC使能
    ADC_ChCmd(PORT_ADC, ADC_SEQ_A, CHANNEL_ADC, ENABLE); // 使能ADC通道11
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：adc_GET
 * 函 数 说 明：读取一次ADC数据
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：读取的数据
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int adc_GET(void)
{
    static uint16_t adcValue;
    __IO uint32_t TimeOut = 0UL;

    /* 只能启动序列 A 的转换。
       序列 B 需要硬件触发才能启动转换。*/
    ADC_Start(PORT_ADC);

    // 等待ADC转换完成
    while(SET != ADC_GetStatus(PORT_ADC, ADC_FLAG_EOCA))
    {
        // 如果超时
        if(TimeOut > 500)
        {
            // 清除标志位
            ADC_ClearStatus(PORT_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

            // 停止ADC转换
            ADC_Stop(PORT_ADC);

            // 打印错误信息
            printf("ERROR = ADC 等待序列 A 转换【超时】!!\r\n");

            // 返回0
            return 0;
        }

        // 每次循环是延时1ms
        TimeOut++;
        delay_ms(1);
    }

    // 如果转换完成，清除标志位。
    ADC_ClearStatus(PORT_ADC, ADC_FLAG_EOCA);

    // 采集一次数据
    adcValue = ADC_GetValue(PORT_ADC, CHANNEL_ADC);

    // 返回数据
    return adcValue;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_Adc_MQ5_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_MQ5_Value(void)
{
        uint32_t Data = 0;

        for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
        {
                Data += adc_GET();

                delay_ms(5);
        }

        Data = Data / SAMPLES;

        return Data;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_MQ5_Percentage_value
 * 函 数 说 明：读取MQ5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_MQ5_Percentage_value(void)
{
    int adc_max = 4095;
    int adc_new = 0;
    int Percentage_value = 0;

    adc_new = Get_Adc_MQ5_Value();

    Percentage_value = ((float)adc_new / (float)adc_max) * 100.f;
    return Percentage_value;
}

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：Get_MQ5_DO_value
 * 函 数 说 明：获取MQ5DO引脚的电平状态
 * 函 数 形 参：无
 * 函 数 返 回：0=未检测到高于灵敏度的值 1=检测到高于灵敏度的值
 * 作       者：LC
 * 备       注：调整模块上的滑动电阻即可调整灵敏度
******************************************************************/
char Get_MQ5_DO_value(void)
{
    if( GPIO_ReadInputPins(PORT_MQ5_DO, GPIO_MQ5_DO) == RESET )
    {
        return 0;
    }
    else
    {
        return 1;
    }
}

在文件bsp_mq5.h中，编写如下代码。

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 */

#ifndef _BSP_MQ5_H_
#define _BSP_MQ5_H_

#include "hc32_ll.h"

#define FCG_MQ5_ADC             FCG3_PERIPH_ADC1
#define PORT_ADC                CM_ADC1
#define CHANNEL_ADC             ADC_CH11

#define PORT_MQ5_AO             GPIO_PORT_C
#define GPIO_MQ5_AO             GPIO_PIN_01
#define GPIO_MS1100_AO_REMAP    ADC12_PIN_PC1

#define PORT_MQ5_DO             GPIO_PORT_A
#define GPIO_MQ5_DO             GPIO_PIN_01

 //采样次数
#define SAMPLES         30


void ADC_MQ5_Init(void);
unsigned int Get_Adc_MQ5_Value(void);
unsigned int Get_MQ5_Percentage_value(void);
char Get_MQ5_DO_value(void);

#endif

移植验证

在自己工程中的main主函数中，编写如下。

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 */
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include "stdio.h"
#include "bsp_mq5.h"

int32_t main(void)
{
    board_init();
    uart1_init(115200U);

    ADC_MQ5_Init();
    printf("ADC Demo Start...\r\n");
    while(1)
    {
        printf("液化气体含量 = %d%%\r\n\n", Get_MQ5_Percentage_value() );
        delay_ms(1000);
    }
}

移植现象：输出换算后的可燃气体浓度百分比。

模块移植成功案例代码：

文件下载

📌 资料下载中心（点击跳转）

📌 在 资料下载中心->HC32版本模块移植代码下载 里面的该章节压缩包中。