GP2Y1014AU 粉尘传感器
模块来源
采购链接：
GP2Y1014AU 粉尘传感器模块 PM2.5 灰尘传感器代替 GP2Y1010AU0F
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
我们的目标是在天空星 STM32F407 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_dust.c 与 bsp_dust.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_dust.c 中，编写如下代码。
c
/*
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* Date Author Notes
* 2024-03-20 LCKFB-LP first version
*/
#include "bsp_dust.h"
#include "board.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)
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_LED, ENABLE); // 使能时钟
RCC_AHB1PeriphClockCmd (RCC_OUT, ENABLE); // 使能时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd (RCC_OUT_ADC, ENABLE); // 使能ADC时钟
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; // GPIO配置结构体
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_OUT;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN; //模拟输入
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_OUT, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIO
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_LED;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(PORT_LED, &GPIO_InitStructure); // 初始化GPIO
/* 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_OUT_ADC, &ADC_InitStruct);
//设置采集通道
ADC_RegularChannelConfig( PORT_OUT_ADC, CHANNEL_OUT_ADC, 1, ADC_SampleTime_480Cycles );
//ADC使能
ADC_Cmd(PORT_OUT_ADC, ENABLE);
}
/******************************************************************
* 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(void)
{
uint32_t Data = 0;
//开始软件转换
ADC_SoftwareStartConv(PORT_OUT_ADC);
while(!ADC_GetFlagStatus(PORT_OUT_ADC, ADC_FLAG_EOC )); // 等待转换结束
for(int i = 0; i < SAMPLES; i++)
{
Data += ADC_GetConversionValue(PORT_OUT_ADC);
delay_ms(2);
}
Data = Data / SAMPLES;
return Data;
}
int Filter(int m)
{
static int flag_first = 0, _buff[10], 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[i] = m;
sum += _buff[i];
}
return m;
}
else
{
sum -= _buff[0];
for (i = 0; i < (_buff_max - 1); i++)
{
_buff[i] = _buff[i + 1];
}
_buff[9] = m;
sum += _buff[9];
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;
GPIO_WriteBit(PORT_LED, GPIO_LED, Bit_RESET);
delay_us(280);
value = Get_ADC_Value();
delay_us(40);
GPIO_WriteBit(PORT_LED, GPIO_LED, Bit_SET);
delay_us(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。
cpp
/*
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* 2024-03-20 LCKFB-LP first version
*/
#ifndef _BSP_DUST_H_
#define _BSP_DUST_H_
#include "stm32f4xx.h"
#define RCC_LED RCC_AHB1Periph_GPIOA
#define PORT_LED GPIOA
#define GPIO_LED GPIO_Pin_2
#define RCC_OUT RCC_AHB1Periph_GPIOC
#define PORT_OUT GPIOC
#define GPIO_OUT GPIO_Pin_1
#define RCC_OUT_ADC RCC_APB2Periph_ADC1
#define PORT_OUT_ADC ADC1
#define CHANNEL_OUT_ADC ADC_Channel_11
//采样次数
#define SAMPLES 30
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。
cpp
/*
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* Date Author Notes
* 2024-03-20 LCKFB-LP first version
*/
#include "board.h"
#include "bsp_uart.h"
#include <stdio.h>
#include "bsp_dust.h"
int main(void)
{
board_init();
uart1_init(115200U);
printf("Demo Start......\r\n");
Dust_GPIO_Init();
while(1)
{
printf("粉尘百分比 = %.2f\r\n",Read_dust_concentration());
delay_ms(1000);
}
}1
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移植现象：
代码下载
链接在开发板介绍章节的离线资料下载！！