火焰传感器
红外火焰传感器可以用来探测火源或其它一些波长在 700 纳米~1000 纳米范围内的热源，在机器人比赛中，远红外火焰探头起到非常重要的作用，它可以用作机器人的眼睛来寻找火源或足球。利用它可以制作灭火机器人等。
模块来源
采购链接：
(4 线制)火光/火焰传感器模块火源探测 红外接收传感器 智能车配件
资料下载链接：
https://pan.baidu.com/s/14rzP9Gx7AjbmRSqD_A5Pyw
资料提取码：risv
规格参数
工作电压： 3.3V-5V
探测距离： 1 米
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 与数字量（0 和 1）
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 STM32F407 上能够判断当前检测范围是否有火光的功能。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
火焰传感器模块的工作原理很简单。其背后的理论是热的物体会发出红外辐射。对于火焰或火灾，这种辐射会很高。我们将使用红外光电二极管检测这种红外辐射。光电二极管的电导率将根据其检测到的红外辐射而变化。我们使用 LM393 来比较这种辐射，当达到阈值时，数字输出会发生变化。
我们还可以使用模拟输出来测量红外辐射强度。模拟输出直接取自光电二极管的端子。板载 D0 LED 将在检测到时显示存在火灾。灵敏度可以通过调整板上的可变电阻来改变。这可用于消除误触发。
其对应的原理图，AO 输出为火焰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_flame.c 与 bsp_flame.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_flame.c 中，编写如下代码。
c
/*
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* Date Author Notes
* 2024-03-19 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_flame.h"
#include "board.h"
/******************************************************************
* 函 数 名 称：ADC_FLAME_Init
* 函 数 说 明：初始化ADC
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：无
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
void ADC_FLAME_Init(void)
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCU_FLAME_GPIO_AO, ENABLE); // 使能GPIOB时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCU_FLAME_GPIO_DO, ENABLE); // 使能GPIOE时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd (RCU_FLAME_ADC, ENABLE); // 使能ADC时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO配置结构体
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_FLAME_AO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; //模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_FLAME_AO, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOB
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_FLAME_DO;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN; //输入
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_FLAME_DO, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIOE
/* ADC公共配置 */
ADC_CommonInitTypeDef ADC_CommonInitStruct; // ADC公共配置结构体
ADC_DeInit();//ADC复位
ADC_CommonInitStruct.ADC_DMAAccessMode=ADC_DMAAccessMode_Disabled;
ADC_CommonInitStruct.ADC_Mode=ADC_Mode_Independent;
ADC_CommonInitStruct.ADC_Prescaler=ADC_Prescaler_Div4;
ADC_CommonInitStruct.ADC_TwoSamplingDelay=ADC_TwoSamplingDelay_5Cycles;
ADC_CommonInit(&ADC_CommonInitStruct);
/* ADC特定配置 */
ADC_InitTypeDef ADC_InitStruct; // ADC特定配置结构体
ADC_InitStruct.ADC_ContinuousConvMode = DISABLE;
ADC_InitStruct.ADC_DataAlign=ADC_DataAlign_Right;
ADC_InitStruct.ADC_ExternalTrigConvEdge=ADC_ExternalTrigConvEdge_None;
ADC_InitStruct.ADC_NbrOfConversion=1;
ADC_InitStruct.ADC_Resolution=ADC_Resolution_12b;
ADC_InitStruct.ADC_ScanConvMode = DISABLE;
ADC_Init(PORT_ADC, &ADC_InitStruct);
//设置采集通道
ADC_RegularChannelConfig( PORT_ADC, ADC_Channel_11, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );
//ADC使能
ADC_Cmd(PORT_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_Adc_FLAME_Value
* 函 数 说 明：
* 函 数 形 参：CHx 第几个adc通道扫描的数据
* 函 数 返 回：对应扫描的ADC值
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned int Get_Adc_FLAME_Value(char CHx)
{
//开始软件转换
ADC_SoftwareStartConv(PORT_ADC);
while(!ADC_GetFlagStatus(PORT_ADC, ADC_FLAG_EOC )); // 等待转换结束
uint32_t data = ADC_GetConversionValue(PORT_ADC);
delay_1ms(50);
return data;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_FLAME_Percentage_value
* 函 数 说 明：读取火焰AO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_FLAME_Percentage_value(void)
{
uint32_t i = 0;
uint32_t adc_max = 4095;
uint32_t adc_new = 0;
uint32_t Percentage_value = 0;
/* 因为采集 SAMPLES 次，故循环 SAMPLES 次 */
for(i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
// 数值累加
adc_new += Get_Adc_FLAME_Value( CHANNEL_ADC );
delay_ms(5);
}
adc_new = adc_new / SAMPLES;
Percentage_value = ( 1.0f - ( (float)adc_new / (float)adc_max ) ) * 100.0f;
return Percentage_value;
}
/******************************************************************
* 函 数 名 称：Get_FLAME_Do_value
* 函 数 说 明：读取火焰DO值，返回0或者1
* 函 数 形 参：无
* 函 数 返 回：
* 作 者：LC
* 备 注：无
******************************************************************/
unsigned char Get_FLAME_Do_value(void)
{
return GPIO_ReadInputDataBit(PORT_FLAME_DO, GPIO_FLAME_DO);
}1
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在文件 bsp_flame.h 中，编写如下代码。
cpp
/*
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*/
#ifndef _BSP_FLAME_H_
#define _BSP_FLAME_H_
#include "stm32f4xx.h"
#define RCU_FLAME_GPIO_AO RCC_AHB1Periph_GPIOC
#define RCU_FLAME_GPIO_DO RCC_AHB1Periph_GPIOE
#define RCU_FLAME_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define PORT_ADC ADC1
#define CHANNEL_ADC ADC_Channel_11
#define PORT_FLAME_AO GPIOC
#define GPIO_FLAME_AO GPIO_Pin_1
#define PORT_FLAME_DO GPIOE
#define GPIO_FLAME_DO GPIO_Pin_1
//采样次数
#define SAMPLES 30
void ADC_FLAME_Init(void);
unsigned int Get_Adc_FLAME_Value(char CHx);
unsigned int Get_FLAME_Percentage_value(void);
unsigned char Get_FLAME_Do_value(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。
cpp
/*
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* Date Author Notes
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*/
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_flame.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200U);
ADC_FLAME_Init();
while(1)
{
printf("火焰百分比 = %d%%\r\n",Get_FLAME_Percentage_value());
delay_ms(500);
}
}1
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移植现象：输出检测火光的百分比。
可以自行测试点燃纸巾靠近传感器，百分比会上升！
代码下载
链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！