土壤湿度传感器

土壤湿度模块是一个简易的水分传感器可用于检测土壤的水分,表面镀镍而不易生锈,延长使用寿命感应面积宽提高导电性能。模块双输出模式,数字量输出简单模拟量输出更精确。灵敏度可调（图中蓝电位器调节阀值)。比较器采用LM393芯片工作稳定,信号干净。设有固定螺栓孔方便安装。使用这个传感器制作一款自动浇花装置，让您的花园里的植物不用人去管理。

模块来源

采购链接：
https://detail.tmall.com/item.htm?abbucket=15&id=691640308824&ns=1&spm=a21n57.1.0.0.76ea523cQF7VPZ
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/1HJ3WhTG6dpNf-BdgW3zLlg?pwd=8889
资料提取码：8889

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）

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

1. 传感器适用于土壤的湿度检测;
2. 模块中蓝色的电位器是用于土壤湿度的阀值调节,顺时针调节，控制的湿度会越大，逆时针越小；
3. 数字量输出DO可以与单片机直接相连,通过单片机来检测高低电平，由此来检测土壤湿度；
4. 小板模拟量输出A0可以和AD模块相连,通过AD转换,可以获得土壤湿度更精确的数值；

原理就是将买模块自带的叉子插入土壤，水分充足的时候导电，土壤中的水将叉子的两端连通。 可以做一个小实验，拿一个金属制品，贴在叉子上将叉子两端短接，就会发现模块上面的DO_LED亮了。

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_soilHumidity.c与bsp_soilHumidity.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_soilHumidity.c中，编写如下代码。

/*
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 * Date           Author       Notes
 * 2024-05-21     LCKFB-LP    first version
 */


#include "bsp_soilHumidity.h"
#include "board.h"
#include "stdio.h"

/******************************************************************
 * 函 数 名 称：ADC_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_AO, GPIO_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_DO, GPIO_SOILHUMIDITY_DO, &stcGpioInit);


    // 使能 ADC 时钟
    FCG_Fcg3PeriphClockCmd(FCG_SOILHUMIDITY_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_SOILHUMIDITY_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_Dma_Value
 * 函 数 说 明：对DMA保存的数据进行平均值计算后输出
 * 函 数 形 参：CHx 第几个扫描的数据
 * 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
 * 作       者：LC
 * 备       注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_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_SH_Percentage_value
 * 函 数 说 明：读取值，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_SH_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;
}

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

在文件bsp_soilHumidity.h中，编写如下代码。

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 */

#ifndef _BSP_SOILHUMIDITY_H_
#define _BSP_SOILHUMIDITY_H_

#include "hc32_ll.h"

#define FCG_SOILHUMIDITY_ADC        FCG3_PERIPH_ADC1
#define PORT_ADC                    CM_ADC1
#define CHANNEL_ADC                 ADC_CH11

#define PORT_SOILHUMIDITY_AO        GPIO_PORT_C
#define GPIO_SOILHUMIDITY_AO        GPIO_PIN_01
#define GPIO_SOILHUMIDITY_AO_REMAP  ADC12_PIN_PC1

#define PORT_SOILHUMIDITY_DO        GPIO_PORT_A
#define GPIO_SOILHUMIDITY_DO        GPIO_PIN_01

 //采样次数
#define SAMPLES         30


void ADC_SOILHUMIDITY_Init(void);
unsigned int Get_Adc_Value(void);
unsigned int Get_SH_Percentage_value(void);
char Get_SH_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_soilHumidity.h"

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


    ADC_SOILHUMIDITY_Init();
    printf("ADC demo start\r\n");
    while(1)
    {
        printf("Soil Humidity = %d\r\n", Get_SH_Percentage_value() );
        delay_ms(1000);
    }
}

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。